[发明专利]氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料的应用，其特征在于，该晶体材料的化学式为ZrF₂(SO₄)；

该晶体材料属于正交晶系，其空间群为Pca2₁，晶胞参数为a = 7.800~8.00 Å，b = 5.97~6.17 Å，c = 7.82~8.02 Å，α = β = γ = 90°，Z = 4，晶胞体积为V = 380.07 ų；

该晶体材料用于紫外激光变频输出；

该晶体材料的通过以下过程制备而成：

（1）将锆源、硫源、氟源和水混合形成混合原料；

（2）将混合原料在水热条件下晶化，得到所述氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料；

所述水热条件的温度为150~230℃，所述晶化时间不少于24h；

该制备方法还包括晶化后降温至室温的步骤，降温速率为0.5~15℃/h。

2.根据权利要求1所述的氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料的应用，其特征在于，该晶体材料的晶体结构为：每个Zr⁴⁺离子分别和四个氧原子以及四个氟原子配位形成[ZrO₄F₄]多面体单元，其中四个氧原子分别和不同的四个[SO₄]基团连接；相邻的[ZrO₄F₄]多面体单元以共点的[F(1)和F(2)]方式相互连接，从而形成了[ZrO₄F₄]_∞层状结构；不对称的[SO₄]基团位于[ZrO₄F₄]_∞层之间，作为连接四个Zr原子的层间连接体，形成三维结构。

3.根据权利要求1所述的氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料的应用，其特征在于，所述锆源为二氧化锆或氟化锆；所述硫源为硫酸；所述氟源为氢氟酸或氟化锆。

4.根据权利要求1所述的氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料的应用，其特征在于，所述混合原料中锆元素、硫元素、氟元素和水的摩尔比例为1：（0.5~50）：（0.5~50）：（1~50）。

5.根据权利要求4所述的氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料的应用，其特征在于，所述混合原料中锆元素、硫元素、氟元素和水的摩尔比例为1：（2~10）：（1~10）：（2~20）。

6.根据权利要求1所述的氟硫酸锆二阶非线性光学晶体材料的应用，其特征在于，所述晶体材料应用在倍频发生器、光参量振荡器、光参量放大器和光电整流器中。