[发明专利]化合物硼酸铷镁非线性光学晶体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于人工非线性光学晶体领域，具体涉及一种化合物硼酸铷镁非线性光学晶体及其制备方法和用途。

背景技术

非线性光学晶体材料是重要的光电信息功能材料之一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础，在信息、能源、工业制备、医学、军事等领域具有广泛的应用前景和巨大的应用价值。由于硼酸盐非线性光学晶体作为重要的倍频材料是当前应用广泛的激光倍频晶体，在硼酸盐体系中探索新型非线性光学晶体并实现激光波长的高效率转换成为激光领域一直关注的热点。目前主要的非线性光学材料有：BBO(β-BBO)、LBO（LiB₃O₅）晶体、CBO（RbB₃O₅）晶体、CLBO（RbLiB₆O₁₀）晶体和KBBF（KBe₂BO₃F₂）晶体。这些材料的晶体生长技术已日趋成熟，但这些材料仍存在着明显的不足之处：如晶体易潮解、生长周期长、层状生长习性严重和价格昂贵等。因此，寻找新的非线线光学晶体材料仍然是一个非常重要而艰巨的工作。

因而近年来，在发展新型非线性光学晶体时，不仅注重晶体的光学性能和机械性能，而且希望新晶体材料容易制备，并获得价格低廉的大尺寸高质量的非线性光学晶体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化合物硼酸铷镁非线性光学晶体。

本发明的另一目的提供化合物硼酸铷镁非线性光学晶体的制备方法。

本发明的又一个目的提供化合物硼酸铷镁非线性光学晶体的用途。

本发明所述的一种化合物硼酸铷镁非线性光学晶体，该晶体的化学式为RbMgBO₃，分子量为168.59，属于立方晶系，空间群为P213，晶胞参数为

所述化合物硼酸铷镁非线性光学晶体的制备方法，采用助熔剂法生长，具体操作按下列步骤进行：

a.将含铷、含镁和含硼化合物按摩尔比1-2:2-1:1-2称取放入研钵中混合，仔细研磨，然后装入Φ100mm×100mm的开口刚玉坩埚中，放入马弗炉中，缓慢升温至550℃，恒温24小时，冷却至室温，取出经第二次研磨之后放入马弗炉中，再升温至650℃，恒温24小时，冷却至室温，取出经第三次研磨后放入马弗炉中，再升温至720℃，恒温48小时，取出经研磨制得RbMgBO₃多晶粉末，对该产物进行X射线分析，所得X射线谱图与RbMgBO₃单晶研磨成粉末后得到的X射线谱图是一致的；

b.将得到RbMgBO₃多晶粉末与助熔剂为H₃BO₃、Rb₂CO₃或PbO，或H₃BO₃与Rb₂CO₃的混合物进行混配，装入Φ80mm×80mm的开口铂金坩埚中，以温度30℃/h的升温速率将其加热至780℃，恒温15小时，得到RbMgBO₃溶液；

或直接将含铷、含镁和含硼化合物与助熔剂混合均匀，以温度1-30℃/h的升温速率加热至温度650-1200℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至温度610-1000℃，其中含铷、含镁和含硼化合物与助熔剂的摩尔比为1-2:1-2:1:1-4；

c.将RbMgBO₃溶液降温至735℃，然后以温度0.5℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得RbMgBO₃籽晶；

d.将盛有RbMgBO₃溶液的开口铂金坩埚置于温度780℃的晶体生长炉中，将获得的RbMgBO₃籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，先在RbMgBO₃溶液表面上预热籽晶10分钟，再浸入液面中，使籽晶在溶液中进行回熔，恒温30分钟后，温度快速降至730℃，溶液达到饱和状态；

e.再以温度2℃/天的速率降温，以10rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长结束后，使晶体脱离液面，以温度10℃/小时的速率降至室温，即可获得RbMgBO₃非线性光学晶体。