[发明专利]化合物锗酸锌铷非线性光学晶体及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种化合物锗酸锌铷非线性光学晶体及其制备方法和用途，该化合物的化学式为Rb₂ZnGe₂O₆，其制备方法是，将含铷化合物、含锌化合物、含锗化合物原料均匀混合并充分研磨，置于马弗炉中，先低温下预烧除去原料中的水分和气体，再升温锻烧，期间多次取出研磨并继续锻烧，制得化合物锗酸锌铷。进一步的将化合物与助熔剂混合升温得到混合溶液，在晶体生长炉中，制备出锗酸锌铷非线性光学晶体。本发明的技术效果是：所获晶体具有优良的热稳定性，较宽的透光范围，硬度适中，物化性能稳定等优点，采用本发明所述方法获得的化合物锗酸锌铷可用于制备倍频器件。

技术领域

本发明涉及化学式为Rb₂ZnGe₂O₆的化合物锗酸锌铷及锗酸锌铷非线性光学晶体，晶体的制备方法和利用该晶体制作的非线性光学器件。

背景技术

非线性光学((NLO)晶体可实现激光波长的转换，是制备光学器件的关键材料。由于稳定性好和激光损伤阈值高，无机非线性光学晶体在军事、医疗、精密加工和通讯领域得到了重要的应用。当前，应用比较广泛的二阶非线性光学晶体主要有:BBO(β-BaB₂O₄)晶体、LBO(LiB₃O₅)晶体、KBe₂BO₃F₂(KBBF)晶体、KDP(KH₂PO₄)晶体、LN(LiNbO₃)晶体等传统材料。虽然这些材料具有重大应用价值，但也存在一些不足，如BBO晶体在生长过程中存在相变问题，CLBO和KDP晶体存在潮解问题，KBBF晶体存在层状生长习性和原料剧毒问题，LN晶体激光损伤阈值低等。随着科技不断进步与发展，高新技术对非线性光学晶体提出更高的要求，拓展性能优异的新型无机非线性光学晶体材料显得尤为迫切。

锗酸盐晶体由于具有良好的稳定性、宽的透光波段、高的损伤阈值等优良性质，是非线性光学晶体材料优秀的候选材料。将d¹⁰电子结构的Zn²⁺阳离子和在紫外区无d-d的电子跃迁碱金属阳离子(Rb⁺)与GeO₄基团结合，旨在增大锗酸盐的透过范围及倍频响应。因此，设计合成综合性能优异的碱金属含锌锗酸盐非线性光学晶体具有重要意义。

发明内容

本发明目的一在于提供化合物锗酸锌铷非线性光学晶体，化学式为Rb₂ZnGe₂O₆；

本发明目的二在于提供采用固相反应法合成化合物锗酸锌铷及高温熔液法生长锗酸锌铷非线性光学晶体的制备方法；

本发明目的三是提供锗酸锌铷非线性光学器件的用途。

实现上述目的的技术方案如下:

本发明提供的化合物锗酸锌铷，其化学式为Rb₂ZnGe₂O₆；该化合物锗酸锌铷非线性光学材料的制备方法是，将含铷化合物、含锌化合物、含锗化合物原料均匀混合并充分研磨，置于马弗炉中，先低温下预烧除去原料中的水分和气体，再升温锻烧，期间多次取出研磨并继续锻烧，制得化合物锗酸锌铷；

所述含铷化合物包括氧化铷、碳酸铷、碳酸氢铷、硫酸铷、氢氧化铷或铷盐中的至少一种；

所述含锌化合物为氧化锌或锌盐中的至少一种；锌盐包括氯化锌、硝酸锌、草酸锌、硫酸锌中的至少一种；

所述含锗化合物为氧化锗或锗盐中的至少一种；锗盐包括氯化锗、溴化锗、硝酸锗、草酸锗、碳酸锗、碳酸氢锗、硫酸锗中的至少一种。

其采用固相反应法可按下列化学反应式制备锗酸锌铷化合物: