[发明专利]硼酸钇铷化合物和硼酸钇铷非线性光学晶体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种硼酸钇铷化合物和硼酸钇铷晶体及其制备方法和应用，该化合物和晶体的化学式皆为Rb_22.5Y_7.5(B₅O₁₀)₉。该非线性光学晶体，具有非中心对称结构，属于三方晶系，具有较大的非线性光学效应及从深紫外、紫外到近红外的宽的透过范围，紫外吸收截止边低于200nm，适合蓝绿波段激光变频的需要；室温下，用Nd：YAG调Q激光器作为光源，入射波长为1064nm的红外光，输出波长为532nm的绿色激光，激光强度约为KDP(KH₂PO₄)的0.8‑1.0倍。该硼酸钇铷晶体的物化性质稳定，机械性能好，易于加工和保存，可用于制备非线性光学器件倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器。

技术领域

本发明涉及非线性光学晶体技术领域。更具体地，涉及一种硼酸钇铷化合物和硼酸钇铷非线性光学晶体及其制备方法和应用。

背景技术

随着科学的进步，不同波长的激光在国防、医疗、通讯、光刻及激光加工等国计民生领域有着重大的需求。其中倍频技术是激光领域中经常用到的一种改变激光输出波长的方法。它常采用具有非线性光学效应的晶体制成非线性光学器件，将该器件置于激光器光束前面，使激光器产生的激光发生频率的转换，从而获得更多有用波长的激光。

目前常用的非线性光学晶体主要有KDP(KH₂PO₄)，KTP(KTiOPO₄)，β-BBO(β-BaB₂O₄)，LBO(LiBO₃)晶体等。尽管这些材料的生长技术已经日益成熟，但是仍然存在一些不足：例如晶体生长周期长，晶体易潮解，层状生长习性严重等。因此提供一种新型的紫外和深紫外非线性光学晶体材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种硼酸钇铷化合物。

本发明的第二个目的在于提供硼酸钇铷化合物的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种硼酸钇铷非线性光学晶体。

本发明的第四个目的在于提供一种硼酸钇铷非线性光学晶体的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种硼酸钇铷非线性光学晶体的应用，该晶体的紫外截止边小于200nm，室温下，用Nd：YAG调Q激光器作为光源，入射波长为1064nm的红外光，输出波长为532nm的绿色激光，激光强度为KDP(KH₂PO₄)的0.8-1.0倍。

第一方面，本发明提供一种硼酸钇铷化合物，其化学式为Rb_22.5Y_7.5(B₅O₁₀)₉。

第二个方面，本发明提供上述硼酸钇铷化合物的制备方法包括如下步骤：将含铷化合物，含钇化合物、含硼化合物混合均匀，以20-50℃/h的速率匀速升温至300-600℃预烧12-48h，研磨混合均匀，再次升温至650-750℃，恒温24-48h，冷却得到化合物Rb_22.5Y_7.5(B₅O₁₀)₉；

其中，含铷化合物，含钇化合物、含硼化合物中的铷、钇、硼的摩尔比为2.7-3.3:1:5.4-6.6。

制备过程中，原料混合后匀速升温过程，以使原料在脱水或者分解过程中组成不会变化明显；预烧过程有利于原料中的水、二氧化碳等杂质的先行脱去，为后续的煅烧过程做准备；预烧后的研磨过程则有利于原料的均匀混合，易于合成纯相多晶粉末。