[发明专利]一种钼磷酸氟钾化合物、其非线性光学晶体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于光电子功能材料领域，特别涉及一种化学式为K₉Mo₄P₄O₂₆F的钼磷酸氟钾化合物、其非线性光学晶体及其制备方法和用途。

背景技术

非线性光学频率转换晶体主要用于激光倍频、和频、差频、多次倍频、光参量振荡和光参量放大等方面，从而拓宽了激光辐射波长的范围，开辟新的激光光源，在许多领域，如激光技术、大气监测、国防等方面，都有着重要的应用价值。经过几十年探索和研究，非线性光学晶体材料取得了丰硕的成果，尤其是激光频率转换晶体的研究更为深入，许多性能优异的非线性光学晶体已经在光学、通讯、医疗、军事等方面获得广泛应用。正是由于非线性光学晶体材料有如此重要的应用前景，因而国内外关于非线性光学晶体材料的研究一直非常活跃。

尽管如此，已有非线性光学晶体的综合性能仍然存在诸多不足，寻找和研究新型非线性光学晶体材料仍然是当前一个非常重要的工作。目前，已经成功商业化的非线性光学晶体有KTiOPO₄(KTP)、β-BaB₂O₄(BBO)、LiB₃O₅(LBO)等，上述晶体适用于可见光及紫外光范围的频率转化。尤其是KTP晶体，由于具有大的非线性转化效率，而广泛应用于低功率绿光激光器中。但是，由于KTP晶体在高功率下，容易产生“灰迹”等损伤，使其应用受到了限制。因此，寻找新的具有优良性能的非线性光学晶体仍是一项有价值的工作。

硼酸盐非线性光学晶体具有适中的倍频系数，较高的抗激光损伤阈值和紫外透过率，因此这类晶体常被用于实现紫外相干光输出。常用的紫外非线性光学晶体包括β-BaB₂O₄(BBO)、LiB₃O₅(LBO)、CsB₃O₅(CBO)、CsLiB₆O₁₀(CLBO)、KBe₂BO₃F₂(KBBF)。虽然这些材料的晶体生长技术已日趋成熟，但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、损伤阈值低及价格昂贵等。因此，寻找新的非线性光学晶体材料仍然是一个非常重要的工作。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种钼磷酸氟钾化合物，其化学式为K₉Mo₄P₄O₂₆F，具有较大的非线性系数，以及宽波长的应用范围，便于生长。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钼磷酸氟钾化合物，其化学式为K₉Mo₄P₄O₂₆F。

本发明的钼磷酸氟钾化合物K₉Mo₄P₄O₂₆F，可采用固相合成方法在高温下烧结来获得，其反应方程式为：4K₂HPO₄+4MoO₃+KF＝K₉Mo₄P₄O₂₆F+2H₂O↑

优选地，包括如下步骤：将K₂HPO₄、MoO₃、KF可放入玛瑙研钵中，混合均匀并仔细研磨后，然后可将混合料装入的有盖铂坩埚中，将其压实，放入马弗炉中，缓慢升温至400-600℃，优选为500℃烧结，开始升温速率一定要尽量缓慢，防止因分解造成配比的变化，使固相反应充分进行，然后降至室温后即得。

优选地，所述K₂HPO₄、MoO₃、KF的摩尔比为2-6:2-6:1，例如为2.3:2.5:1、3:4:1、3.6:4.2:1、5:3:1、5.5:4.9:1、6:5:13:5:1等，优选为4:4:1。

优选地，所述烧结的时间为20h以上，例如为23h、30h、40h、50h等，优选为48h。