[发明专利]一种抗潮解紫外三倍频晶体及制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于晶体材料在光电子技术领域中的应用，特别涉及一种抗潮解紫外三倍频晶体及制备方法和用途。

背景技术

Nd(钕)基激光器输出的1.06μm左右的激光辐射可以高效率地转换为二次、三次及高次谐波，它已成为一个有价值的可见光和紫外光辐射光源，其355nm左右的三次谐波对于激光喇曼光谱学、光化学、大气研究、高速紫外全息及泵浦短波长染料激光器等都有着广泛的应用。在中小基波功率密度下，获得三次谐波的最佳途径是采用不失谐的I型倍频和II型三倍频方案，以使得从倍频晶体辐射出来的基波光和倍频光在三倍频晶体中能够最大程度地参加混频作用，从而避免了复杂的光路设计以及能量的浪费。目前使用的三倍频晶体材料通常为BBO，LBO，CLBO，CBO、BIBO以及(D)KDP等，但其各具不足之处，如BBO走离角大，(D)KDP光损伤阈值低等。LBO和CBO晶体被公认为是目前最适合用于高平均功率全固态激光器的三倍频晶体，但这两种晶体在大气环境中均具有潮解习性，尽管人们正在大力研究其抗潮解能力以及防潮装置的设计，但仍难避免复杂的光路设计、激光器耐用性差、便携性低等一系列衍生问题。因此，寻找新型无潮解习性(抗潮解)的三倍频晶体成为解决先进制造业和信息产业所需355nm左右波段的高功率紫外全固态激光器最具实用价值的方向之一。

La₂CaB₁₀O₁₉晶体属于单斜晶系，空间群为C2，具有较强的非线性光学效应，倍频系数约为KDP的2-3倍(中国专利ZL98108570.9和ZL200410098441.6)，透光波段达到真空紫外区(170nm)，激光损伤阈值达到11.5GW/cm²，同时还具有物化性能稳定，不潮解，硬度适中等优点。最近，该晶体的生长也取得突破性的进展，已经能够生长高光学质量的单晶(中国专利申请200910092081.1)。文章(Optics Communications 209(2002)481-484，Efficient second harmonic generation in a neww nonlinear La₂CaB₁₀O₁₉crystal)探索La₂CaB₁₀O₁₉用作蓝绿光波段非线性光学材料的应用，但至今尚未见到有关用La₂CaB₁₀O₁₉晶体制作紫外光波段三倍频器件及应用方面的报道。

发明内容

本发明针对已有的三倍频晶体的不足之处，提供一种无潮解习性、制作简单的抗潮解紫外三倍频晶体，无需防潮装置、易于实现I型和II型三倍频激光输出。

本发明的另一目的在于提供上述抗潮解紫外三倍频晶体的制备方法和用途。

本发明的技术方案如下：

本发明将生长得到的La₂CaB₁₀O₁₉晶体(简称为LCB)作抛光处理后放入水中(常温)，经过一个月仍观察不到其光洁度有任何变化，表明：其化学稳定性高，不潮解，用其制成的光学器件可在无任何保护措施的情况下使用。La₂CaB₁₀O₁₉晶体的紫外截止边为170nm，200nm----2400nm无任何吸收，其355nm左右处的透过超过85％。

本发明提供的La₂CaB₁₀O₁₉三倍频光学晶体器件，其为La₂CaB₁₀O₁₉晶体按I型或II型三倍频位相匹配方向切割后，两通光面抛光并镀有介质膜而制得的La₂CaB₁₀O₁₉晶体三倍频光学器件；所述La₂CaB₁₀O₁₉晶体三倍频器件为La₂CaB₁₀O₁₉晶体I型三倍频器件或La₂CaB₁₀O₁₉晶体II型三倍频器件。

本发明提供的La₂CaB₁₀O₁₉三倍频光学晶体器件的制备方法，其步骤如下：