[发明专利]KHg4Ga5Se12非线性光学晶体、其制备方法和非线性光学器件

说明书

本发明公开了KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体及制法和用途。本发明的KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体采用高温熔体自发结晶法或坩埚下降法生长；在该KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体的生长中，晶体具有生长速度较快、成本低、容易获得较大尺寸晶体等优点；所得KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体具有非线性光学效应极大、透光波段宽，硬度较大，机械性能好，易于加工等优点。本发明的KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体可用于制作非线性光学器件。

技术领域

本发明涉及一种KHg₄Ga₅Se₁₂的非线性光学晶体(KHg₄Ga₅Se₁₂单晶)及该KHg₄Ga₅Se₁₂单晶的制备方法和该KHg₄Ga₅Se₁₂单晶用于制作的非线性光学器件。

背景技术

具有非线性光学效应的晶体称为非线性光学晶体。这里非线性光学效应是指倍频、和频、差频、参量放大等效应。只有不具有对称中心的晶体才可能有非线性光学效应。利用晶体的非线性光学效应，可以制成二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器等非线性光学器件。激光器产生的激光可通过非线性光学器件进行频率转换，从而获得更多有用波长的激光，使激光器得到更广泛的应用。

根据材料应用波段的不同，可以分为紫外光区、可见和近红外光区、以及中红外光区非线性光学材料三大类。可见光区和紫外光区的非线性光学晶体材料已经能满足实际应用的要求；如在二倍频(532nm)晶体中实用的主要有KTP(KTiOPO₄)、BBO(β-SnB₂O₄)、LBO(LiB₃O₅)晶体；在三倍频(355nm)晶体中实用的有BBO、LBO、CBO(CsB₃O₅)可供选择。而红外波段的非线性晶体发展比较慢；红外光区的材料大多是ABC₂型的黄铜矿结构半导体材料，如AgGaQ₂(Q＝S,Se,Te)，红外非线性晶体的光损伤阈值太低和晶体生长困难，直接影响了实际使用。

中红外波段非线性光学晶体在光电子领域有着重要的应用，例如它可以通过光参量振荡或光参量放大等手段将近红外波段的激光(如1.064μm)延伸到中红外区；也可以对中红外光区的重要激光(如CO₂激光，10.6μm)进行倍频，这对于获得波长连续可调的激光具有重要意义。因此寻找优良性能的大尺寸新型红外非线性光学晶体材料已成为当前非线性光学材料研究领域的难点和前沿方向之一。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种大尺寸的KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体。

本发明另一目的在于提供KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体的制备方法。

本发明再一目的在于提供KHg₄Ga₅Se₁₂非线性光学晶体的用途和非线性光学器件。