[发明专利]单氟磷酸铵非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种单氟磷酸铵非线性光学晶体及制备方法和用途。该晶体化学式为(NH₄)₂PO₃F，分子量为134.05，属于正交晶系，空间群为Pna2₁，晶胞参数为a=7.78(2)Å，b=11.13(3)Å，c=5.936(16)Å，α=β=γ=90°，Z=4，V=514(2)ų；采用溶液法生长出大尺寸单氟磷酸铵非线性光学晶体。本发明所述单氟磷酸铵非线性光学晶体的粉末XRD图与理论值吻合；该晶体的倍频效应约为KH₂PO₄(KDP)的1倍，紫外截止边低于177 nm。单氟磷酸铵深紫外非线性光学晶体能够实现Nd:YAG(1064 nm)激光的2倍频、4倍频输出。在空气中稳定，可作为紫外、深紫外非线性光学晶体在全固态激光器中获得应用。

技术领域

本发明涉及一种新型非线性光学晶体单氟磷酸铵的制备方法及用途，具体涉及单氟磷酸铵非线性光学晶体的制备及该晶体制作的非线性光学器件用途。属于晶体材料技术领域。

背景技术

自从1962年Franken首先发现晶体非线性光学效应以来，短短五十几年时间，非线性光学晶体材料的发展突飞猛进，并继续以日新月异的速度发展着。在21世纪即将实现的光电子工业(光通讯，光信息处理，存储及全息术，光计算机，激光武器，激光精密加工，激光化学，激光医学等等)中都是以非线性光学晶体材料为基础材料。随着激光技术的进一步发展及推广应用，对非线性光学晶体材料性能的要求越来越多样化，对其质量的要求也越来越高。目前，作为一种优良的非线性光学晶体，不仅要求具有大的倍频系数,而且还要求它的综合性能参数好,同时易于生成优质大尺寸体块晶体,这就需要进行大量系统而深入的研究工作。

目前主要的非线性光学材料有：KDP(KH₂PO₄)、BBO(β-BaB₂O₄)、LBO(LiB₃O₅)等，广泛应用于激光倍频、和频、差频、光参量放大以及电光调制、电光偏转等。但由于各种原因，尚未得到各波段均适用的各种非线性光学晶体。其中发展全固态深紫外(200nm)相干光源，是目前国际光电子领域最前沿的研究项目之一，这是因为紫外激光在许多高技术领域有着十分重要的应用，如新一代的集成电路光刻技术需要全固态的紫外相干光源；光电子能谱、光谱技术中，迫切需要可调谐的全固态深紫外相干光源，这对于推动深紫外光谱、能谱仪的发展将起到关键性的作用，并将开辟一个新的物质科学研究领域；深紫外相干光源还将极大地推动激光精密机械加工业的发展。但是在200nm以下的深紫外波段可直接倍频输出的只有KBe₂BO₃F₂(KBBF)。由于该晶体生长周期长、含有剧毒Be元素、层状生长习性等限制了其应用。因此，探索具有优良性能的新型深紫外非线性光学晶体是十分有必要的。经过大量的研究，我们发现的新的性能优异的深紫外非线性晶体(NH₄)₂PO₃F。

发明内容