[发明专利]非线性光学晶体碘酸锗锂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种非线性光学晶体碘酸锗锂及其制备方法，和其作为非线性光学晶体材料的应用。碘酸锗锂的分子式为Li2Ge(IO3)6，属于六方晶系，晶体空间群为P63。制备方法为：将摩尔比为3～6：1：8～15的含锂原料、GeO2和HIO3加入水热反应釜内，加入蒸馏水；将反应釜密封后升至220～230℃，并在此温度下恒温充分反应，反应结束后静置缓慢降至室温，抽滤，洗涤，干燥，即得到无机晶体化合物Li2Ge(IO3)6。本方法操作简单、实验条件温和；制备的碘酸锗锂晶体生长习性优秀，具有很强的二阶非线性光学效应，且能够实现相位匹配；在可见‑近红外光区和中红外光区有较高的透明度；具有较大的带隙和较好的热稳定性；该碘酸锗锂晶体能作为非线性晶体材料广泛应用于光学等领域。

技术领域

本发明属于无机晶体光学材料领域，具体涉及非线性光学晶体碘酸锗锂化合物，该化合物的制备方法，和其作为非线性光学晶体材料应用。

技术背景

非线性光学晶体材料是一类建立于激光技术应用之上的新型材料，其在固态激光设备上发挥着无可替代的作用。利用激光在非线性光学晶体材料中传播时产生的倍频、和频、差频、光参量放大等非线性光学效应，可以制成二次谐波发生器、频率转换器、光学参量振荡器和光学参量放大器等非线性光学器件，从而获得无法由激光光源直接产生的连续的激光光谱。而不同波长的激光在医疗、信息、通讯和国防军事等众多领域都有着极其重要的应用价值。

在二阶非线性光学晶体材料的实用化开发进程中，由于综合性能表现更加优异，无机非线性光学晶体材料仍占据主导地位。依据晶体材料在不同波段范围内的透光性及应用，可将无机二阶非线性光学晶体材料分为紫外光区非线性光学材料、可见-近红外光区非线性光学材料和红外光区非线性光学材料。而目前为止，紫外光区的β-偏硼酸钡(BBO)、三硼酸锂(LBO)、氟硼酸铍钾(KBBF)和可见-近红外光区的磷酸二氢钾(KDP)、磷酸氧钛钾(KTP)、铌酸锂(LN)等无机非线性光学晶体材料已基本可以满足这两个波段大多数的实用需求。而对红外非线性光学晶体材料而言，虽然目前已实现应用的AgGaS2、AgGaSe2和ZnGeP2等晶体具有很大的二阶非线性光学系数，但它们的合成条件苛刻，比较难生长光学质量高的大单晶，尤其是它们的激光损伤阈值较低，这严重制约了红外波段二阶非线性光学晶体材料在高强度激光领域的实用化发展进程。

而具有高激光损伤阈值的红外非线性光学晶体材料又在国民经济、国防军事等领域有着重要的应用价值，因此，探索具有较高激光损伤阈值，同时兼顾非线性光学效应、红外透光范围、热稳定性和晶体生长习性等综合性能的优秀中红外非线性光学晶体材料，成为当前非线性光学材料研究领域的一个重要课题。

发明内容

本发明旨在提供一种二阶非线性光学系数较大、能够实现相位匹配、光学带隙宽、透光波段范围较宽、制备简单且稳定性较好的晶体化合物碘酸锗锂及其制备方法，以及该晶体合物作为二阶非线性光学晶体材料的应用。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<非线性光学晶体碘酸锗锂>

本发明提供一种非线性光学晶体碘酸锗锂，其特征在于：分子式为Li2Ge(IO3)6，属于六方晶系，晶体空间群为P63。