[发明专利]磷酸钠钡非线性光学晶体的制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种大尺寸磷酸钠钡非线性光学晶体及制备方法和用途，该晶体采用高温熔液法，以助熔剂PbO生长晶体，非线性光学效应约为KDP(KH₂PO₄)的0.3倍；该晶体具有机械强度适中，易加工，不潮解等特点，同时制备速度快，操作简单，成本低，所制晶体尺寸大等优点，适用于制作非线性的光学器件，在激光系统等非线性等光学器件中可以得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种磷酸钠钡非线性光学晶体的制备方法和用途，特别涉及采用高温熔液法生长晶体。

背景技术

在现代的激光技术中，直接利用激光晶体所能获得的激光波长很有限，从紫外到红外光谱区，尚存在空白波段。全固态的蓝绿激光系统可以由固体激光器产生近红外激光再经过非线性光学晶体进行频率转换来实现，在激光打印，光学数据存储，全色显示等多种高技术领域有着重要的应用前景。

深紫外非线性光学晶体在半导体制造业、光刻、激光系统、精密仪器的开发等行业起着重大作用。目前应用于深紫外的主要非线性光学材料有：LiB₃O₅(LBO), Sr₂Be₂B₂O₇(SBBO), CsBe₂BO₃F₂(CBBF), and KBe₂BO₃F₂(KBBF).等，但以上晶体仍存在着各自的不足之处：如晶体生长困难，难以得到大尺寸高质量单晶体，BeO具有剧毒、层状生长习性严重、价格昂贵等。由于高功率激光器的输出功率与非线性光学晶体的截止边成反比，为提高高功率激光器的输出功率，有必要寻找截止边更短的非线性光学晶体材料。因此，寻找和研究新型深紫外的非线性光学晶体材料仍然是当前一个非常重要的工作。

磷酸盐非线性光学晶体通常具有短的截止边，因此在探索深紫外非线性光学晶体领域备受关注。目前发现的深紫外非线性磷酸盐晶体有：KBa₂(PO₃)₅，Ba₃P₃O₁₀X(X=Cl, Br)，RbBa₂(PO₃)₅，Ba₅P₆O₂₀，CsLa(PO₃)₄等，这些晶体都具有短的截至边和合适的倍频。

1972年Claude Martin等人报道了BaNaP₃O₉的结构。经过文献的调研，至今尚未见到有关制备大小足以供物性测试用的BaNaP₃O₉单晶的报道，另外也没有关于BaNaP₃O₉晶体作为非线性光学材料性能方面的研究及其单晶用于制作非线性光学器件的报道。

发明内容

本发明的目的是为了弥补各类激光器发射激光波长的空白光谱区，从而提供一种具有厘米级大尺寸透明的磷酸钠钡(BaNaP₃O₉)非线性光学晶体；

本发明的另一目的是提供一种使用助熔剂的顶部籽晶法，制备大尺寸BaNaP₃O₉非线性光学晶体的方法。

本发明的再一目的是提供用BaNaP₃O₉单晶制作的非线性光学器件的用途。