[发明专利]一种非线性光学晶体亚磷酸亚锗的制备方法和应用

说明书

本发明涉及非线性光学晶体材料技术领域，尤其涉及一种非线性光学晶体亚磷酸亚锗的制备方法和应用，其制备方法包括以下具体步骤：S1、按摩尔比为1：4～6：2的比例称取GeO₂、H₃PO₂以及HF；S2、将称取的GeO₂、H₃PO₂以及HF加入聚四氟乙烯反应内衬中，充分搅拌均匀；S3、将聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套，并加热保温；S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，得到GeHPO₃化合物。本发明还提出了非线性光学晶体亚磷酸亚锗的应用。本发明能合成具有平衡性能的磷酸盐非线性光学晶体。

技术领域

本发明涉及非线性光学晶体材料技术领域，尤其涉及一种非线性光学晶体亚磷酸亚锗的制备方法和应用。

背景技术

随着现代光电产业的飞速发展，在变频应用、光通信器件以及电光调制工艺等诸多新兴领域急需非线性光学材料，特别是日盲区(210～280nm)紫外非线性光学材料的需求尤为迫切；对于高性能的日盲区紫外非线性光学晶体，它应满足以下一系列条件：

一、大的带隙以确保在日盲紫外光谱区的透过率(Eg＞4.42eV)；

二、大的非线性系数(dij＞d36(KDP)＝0.39pm/V)；

三、中等双折射(Δn＝0.04-0.10)，以确保相位匹配，同时避免大的光折射效应。

一般情况下，由于倍频系数与带隙成反比关系，带隙与双折射成反比，因此很难同时满足以上性能。金属磷酸盐非线性光学晶体具有深紫外透过、较高的热稳定性以及易于大尺寸晶体生长的特性。然而，由于磷酸根的高对称性和低的各向异性会使双折射率过小而不能达到实际应用。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能满足制备高性能的日盲区紫外非线性光学材料需求的非线性光学晶体亚磷酸亚锗的制备方法和应用。

本发明的技术方案：一种非线性光学晶体亚磷酸亚锗的制备方法，包括以下具体步骤：

S1、按摩尔比为1：4～6：2的比例称取GeO₂、H₃PO₂以及HF；

S2、将称取的GeO₂、H₃PO₂以及HF加入聚四氟乙烯反应内衬中，充分搅拌均匀，得到混合物A；

S3、将聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套，并加热保温；

S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，得到GeHPO₃化合物；

GeHPO₃化合物为无色薄片状晶体，GeHPO₃化合物的晶胞参数为：

α＝β＝γ＝90°，

Z＝4；

GeHPO₃化合物的晶胞体积为

优选的，S3中对不锈钢外套中的聚四氟乙烯反应内衬进行加热的温度为190～210℃，保温时间为7～10天。

优选的，S4中打开聚四氟乙烯反应内衬后，对聚四氟乙烯反应内衬内的反应物使用蒸馏水进行冲洗。

优选的，GeHPO₃化合物的非线性效应是KDP的5倍，带隙为5.72eV，双折射率为0.062。