[发明专利]化合物氟硼酸钡镁和氟硼酸钡镁非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种化合物氟硼酸钡镁和氟硼酸钡镁非线性光学晶体及制备方法和用途，该化合物的化学式为Ba₃Mg₃(BO₃)₃F₃，分子量718.38，采用固相反应法合成化合物，该晶体的分子式为Ba₃Mg₃(BO₃)₃F₃，分子量718.38，正交晶系，空间群Pna2₁，晶胞参数为a=8.0566(12)Å，b=15.270(2)Å，c=8.8018(13)Å，Z=4，V=1082.9(3)ų，采用助溶剂法生长晶体，其粉末倍频效应约为KDP(KH₂PO₄)的1.8倍，具有宽的透光波段，紫外吸收边低于190nm。该晶体制备方法简单，成本低，制得的晶体机械硬度大，易于切割、抛光加工和保存，该晶体在制备倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器等非线性光学器件中得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及化合物氟硼酸钡镁Ba₃Mg₃(BO₃)₃F₃和氟硼酸钡镁非线性光学晶体及制备方法和利用该晶体制作的非线性光学器件。

背景技术

紫外非线性光学材料是固态激光器产生紫外相干光的关键材料，为了获得具有非线性光学性质的非线性光学材料，目前国际上常用的方法是在结构中引入易使其产生畸变的非线性光学功能基元，这些基元主要有含有d⁰，d¹⁰电子结构的过渡金属阳离子多面体或含孤电子对的金属阳离子多面体。然而，这些结构基元常常使材料的紫外截止边红移，使之不能用于紫外区。而硼酸盐的特点就是有利于紫外辐射的透过，在硼酸盐中己经发现了许多优秀的非线性光学晶体，例如BBO(β-BBO)、LBO(LiB₃O₅)晶体、CBO(CsB₃O₅)晶体、CLBO(CsLiB₆O₁₀)晶体和KBBF(KBe₂BO₃F₂)晶体。虽然这些材料的晶体生长技术已日趋成熟，但仍存在着明显的不足之处：如晶体易潮解、生长周期长、层状生长习性严重及价格昂贵等。因此，合成新的非线性光学晶体材料仍然是一个非常重要而艰巨的工作。

在发展新型紫外非线性光学晶体时，人们仍然选择透光范围宽，激光损伤阈值大的硼酸盐晶体，并且为了进一步的拓宽透光范围，使其紫外截止边能达到深紫外，阳离子通常使用没有d-d电子跃迁的碱金属或碱土金属，并且在硼酸盐骨架中引入氟离子。

发明内容

本发明目的在于，提供一种化合物氟硼酸钡镁，该化合物的化学式为Ba₃Mg₃(BO₃)₃F₃，分子量718.38，采用固相反应法合成化合物。

本发明另一目的在于，提供一种化合物氟硼酸钡镁非线性光学晶体，该晶体的化学式为Ba₃Mg₃(BO₃)₃F₃，分子量718.38，不具有对称中心，属正交晶系，空间群Pna2₁(No.33)，晶胞参数为Z＝4，

本发明再一目的在于，提供固相反应法合成化合物及高温熔液法生长氟硼酸钡镁非线性光学晶体的方法。

本发明又一个目的在于提供一种氟硼酸钡镁非线性光学晶体的用途。