[发明专利]化合物硼酸钡钠和硼酸钡钠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硼酸钡钠及硼酸钡钠非线性光学晶体的制备方法和用途。本发明采用固相反应法合成化合物，该晶体的分子式为NaBa₅B₁₃O₂₅，分子量1250.1528，属正交晶系，空间群Pna2₁(No.33)，晶胞参数为a=21.343(6)Å，b=6.6530(18)Å，c=7.305(2)Å，Z=4，V=1037.3(5)ų。采用助熔剂法生长晶体，其粉末倍频效应约为1倍KDP(KH₂PO₄)，具有宽的透光范围，紫外吸收边低于200nm。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、下频率转换器和光参量振荡器等非线性光学器件中可广泛应用。

技术领域

本发明涉及化合物硼酸钡钠NaBa₅B₁₃O₂₅和硼酸钡钠非线性光学晶体及制备方法和用途。

背景技术

紫外非线性光学晶体是全固态激光器输出紫外激光的关键元件，近几十年被国内外科研机构广泛研究。目前，硼酸盐非线性光学晶体材料作为一类重要的光电功能材料，已在航天、能源、工业制造、医学、科研等领域有广泛应用。近年来，硼酸盐由于其结构中的硼氧键有利于紫外光透过，己经发现了许多优秀的非线性光学晶体，例如BBO(β-Ba₂B₂O₄)、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，但它们仍存在自身的不足，如β-BBO晶体过大的双折射率及CLBO晶体的潮解性导致这两种晶体仍无法满足该波段激光输出的需求；合成KBBF中的BeO有毒，且KBBF晶体具有强的层状生长习性，其应用也受到很大程度的限制。因此，探索和研究克服以上缺点的紫外波段的新型非线性光学晶体材料仍然是当前社会发展的一个重要的内容。

在探索新型紫外非线性光学晶体时，人们仍然选择以硼酸盐为研究对象，首先硼酸盐晶体中B原子的电负性与O原子的电负相相差较大，B-O键有利于紫外光的透过；其次硼酸盐晶体的价带与导带之间的带隙较大，因此硼酸盐晶体具有较高的抗激光损伤的能力；同时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，阳离子通常选择碱金属/碱土金属，碱金属/碱土金属无d-d/f-f电子跃迁，可获得大的带隙，有利于紫外、深紫外区的透光性。

发明内容

本发明目的在于，提供一种化合物硼酸钡钠，该化合物的化学式为NaBa₅B₁₃O₂₅，分子量1250.1528，采用固相反应法合成化合物。

本发明另一目的在于，提供一种硼酸钡钠非线性光学晶体，该晶体的化学式为NaBa₅B₁₃O₂₅，分子量1250.1528，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硼酸钡钠非线性光学晶体的方法。

本发明又一个目的在于提供一种硼酸钡钠非线性光学晶体的用途。

本发明所述一种化合物硼酸钡钠，该化合物的化学式为NaBa₅B₁₃O₂₅，分子量1250.1528，采用固相反应法合成化合物。