[发明专利]一种非线性光学晶体硼锗酸铷

说明书

技术领域

本发明属于非线性光学材料及其合成。 

背景技术

非线性光学晶体，具有倍频效应(SHG)，在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。目前实际应用的非线性光学晶体包括LiB₃O₅(LBO)，β-BaB₂O₄(BBO)，KH₂PO₄(KDP)，KTiOPO₄(KTP)，LiNbO₃(LNO)与BaTiO₃(BTO)等。一般来说，设计非线性光学材料采用的有：含π键共轭体系的平面BO₃基团，易发生Jahn-Tellor畸变的d⁰过度金属与含活性孤电子对的Se(IV)，Te(IV)，IO₃^-基团。最近的研究表明，如果能够将两种上述活性基团引入同一个化合物，通过它们的极化的叠加，有可能得到性能更优越的非线性光学材料，如Na₂TeW₂O₉，BaTeM₂O₉(M＝Mo⁶⁺，W⁶⁺)，Se₂(B₂O₇)与BaNbO(IO₃)₆等.迄今为止关于金属硼锗酸化合物的报道很少，但他们却容易形成各种非心的结构，在非线性光学材料与多空材料方面有着广阔的应用前景。大部分的硼锗酸盐是在水热条件下合成的，它们的结构中常常含有水或有机模板剂，不利于实际的应用。我们通过高温固相合成得到了性能优越的新型非线性光学材料。 

发明内容

本发明的目的在于制备一种非线性光学晶体硼锗酸铷。 

硼锗酸铷(RbGeB₃O₇)分子量为302.51，属正交晶系，空间群Pna2₁，单胞 参数为a＝9.352(5) b＝9.457(5) c＝6.962(4) alpha＝90°，beta＝90°，gamma＝90°，V＝615.8(6) Z＝4。它的阴离子骨架结构为由B₃O₇^5-基团通过GeO₄共顶点相连而成的三维网状结构。Rb⁺离子填充在沿a轴方向的一维孔道中。结构中还含有沿c轴方向的十元环与六元环的手性孔道。硼与氧原子的配位模式有BO₃和BO₄两种。一个BO₄与两个BO₃共顶点连接形成环状的B₃O₇^5-簇。锗则与四个氧原子配位形成GeO₄四面体。 

硼锗酸铷(RbGeB₃O₇)通过高温固相法合成：将H₃BO₃，GeO₂与Rb₂CO₃研碎，混合均匀，放入白金坩埚中，在马弗炉中于650℃反应一周，即可得到白色粉末，产率可达100％。 

非线性光学测量表明，硼锗酸铷(RbGeB₃O₇)具有优良的非线性光学性能，在1064nm激光照射下输出很强的532nm绿光，其粉末SHG系数为KDP的1.3倍，我们还做了它的粉末的相位匹配图，证明了它是可以实现相位匹配的。预期在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。此类非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。 

具体实施方式