[发明专利]化合物氟硼酸钙和氟硼酸钙非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

本发明提供一种化合物氟硼酸钙和氟硼酸钙非线性光学晶体及制备方法和用途，所述化合物的化学式为CaB₅O₇F₃，分子量为263.13，采用固相合成法或真空封装法制成；该晶体的化学式为CaB₅O₇F₃，分子量为263.13，属于正交晶系，空间群为Cmc2₁，晶胞参数为a=9.926(10)Å，b=8.400(8)Å，c=7.966(8)Å，α=β=γ=90°，单胞体积为664.2(11)ų，晶体的倍频效应约为KH₂PO₄(KDP)的2倍，紫外吸收边短于190nm，采用熔体法，高温熔液法，真空封装法，水热法或室温溶液法生长晶体，该晶体的化学稳定性好，可作为紫外、深紫外非线性光学晶体在全固态激光器中获得应用。

技术领域

本发明涉及一种化合物氟硼酸钙CaB₅O₇F₃和氟硼酸钙CaB₅O₇F₃非线性光学晶体及制备方法和用途。

背景技术

深紫外非线性光学晶体能够利用其频率转换性质将近红外、可见等波段的激光转换成波长小于200nm的深紫外激光，在医疗、通讯、科学研究等领域具有重要应用价值。众所周知，目前唯一实用化的深紫外非线性光学晶体是我国科学家发明的KBe₂BO₃F₂(KBBF)晶体，该晶体具有层状生长习性，生长大尺寸晶体困难，一定程度上限制了其应用。因此制备合成综合性能优异的新型深紫外非线性光学晶体材料具有重要意义和实用价值。

本发明在此前的研究中，发明了化合物氟硼酸铵NH₄B₄O₆F和氟硼酸铵NH₄B₄O₆F非线性光学晶体(专利申请号201611128283.3)，化合物氟硼酸铷和氟硼酸铷非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710215347.1)，化合物氟硼酸铯和氟硼酸铯非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710215337.8)化合物氟硼酸钠和氟硼酸钠双折射晶体及制备方法和用途(专利申请号201610932882.4)，化合物氟硼酸铯铷和氟硼酸铯铷非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710845438.3)，以及化合物氟硼酸铯钾和氟硼酸铯钾非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710845730.5)六个相关专利。本发明与以上六个专利的主要区别在于，氟硼酸钙CaB₅O₇F₃中Ca离子与硼-氧阴离子框架以Ca-O离子键连接，结构的成键作用力不同，导致结构和生长习性完全不同，氟硼酸钙CaB₅O₇F₃既可以在密闭体系生长也可以在开放体系稳定生长，生长工艺关键参数和晶体性能均与前六个晶体不同。

发明内容

本发明目的在于，提供一种化合物氟硼酸钙，该化合物的化学式为CaB₅O₇F₃，分子量为263.13，采用固相反应法或真空封装法制备。

本发明的另一个目的在于，提供氟硼酸钙CaB₅O₇F₃非线性光学晶体，该晶体的化学式为CaB₅O₇F₃，分子量为263.13。其晶体结构属于正交晶系，空间群为Cmc2₁，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，单胞体积为