[发明专利]银系晶体在制备非线性光学器件中的应用

说明书

本发明公开了一种银系晶体在制备非线性光学器件中的应用，所述银系晶体的化学式为Ag₂MI₄，其中，M选自II B族元素。该银系晶体用于制备非线性光学器件中既具有较大的光学带隙，同时又呈现足够的非线性光学效应。

技术领域

本发明涉及非线性光学晶体应用与激光技术领域。更具体地，涉及一种银系晶体在制备非线性光学器件中的应用。

背景技术

非线性光学晶体是全固态激光技术的重要元件，其可以利用非线性光学效应实现激光频率的转换，并能够通过多级频率转换技术，将近红外激光转换至新波段，实现紫外深紫外、红外及中远红外乃至太赫兹波段的激光输出。非线性光学晶体具有转换效率高、可调谐、光束质量好、小型化等优点，已被广泛应用于全固态激光器中，在光谱学、量子光学、通讯和光计算、生物成像、精密制造等科技及工业前沿领域具有重要和广泛的应用。

比如，波长位于3～5微米和8～12微米“大气窗口”的红外激光在激光医疗、红外通讯、红外探测、激光制导、军事对抗等民用和军用领域具有重要应用前景。目前，获得此波段(中红外)激光的重要途径之一就是，利用非线性光学晶体对可见或者近红外波段的激光进行频率转换，例如通过光参量振荡或者光参量放大等手段将近红外波段的激光(1064纳米)延伸至中红外区。当前，该波段的激光变频技术主要应用黄铜矿型结构的非线性光学材料，如AgGaS₂和ZnGeP₂系列晶体。但是它们的抗激光损伤阈值太低和多光子吸收严重，限制了其在中红外波段的高功率激光应用。因此，探索性能优异的中红外非线性光学晶体材料已经成为当前非线性材料领域探索的前沿热点。

AgGaS₂和ZnGeP₂系列晶体所遭遇的技术问题，包括抗激光损伤阈值太低和多光子吸收严重等，可以通过增大晶体材料的光学带隙而得以部分解决。为此，一系列大带隙的卤化物材料(比如CsGeCl₃系列和NaSb₃F₁₀等)被合成和发现。尽管它们的光学带隙得到提升(典型带隙大于3eV)，但是其非线性光学效应却降低了很多(大都为KDP量级，即d₃₆～0.39pm/V，而实际需求中需要其非线性光学系数大于10倍KDP，即d3.9pm/V)。因此，探索既具有较大光学带隙(通常要求其带隙大于3eV)，又呈现足够非线性光学效应(非线性光学系数大于3.9pm/V)的卤化物材料成为当前要解决的关键科学问题，其实现有利于可获得高的输出功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种银系晶体在制备非线性光学器件中的应用，该银系晶体用于制备非线性光学器件中既具有较大的光学带隙，同时又呈现足够的非线性光学效应，更重要的，该晶体可承受高的输入功率以及在实际应用中获得高的输出功率。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种银系晶体在制备非线性光学器件中的应用，所述银系晶体的化学式为Ag₂MI₄，其中，M选自II B族元素。

进一步地，所述M选自Zn或Cd。

进一步地，M为Zn，所述银系晶体的化学式为Ag₂ZnI₄，属于正交晶系，Pmn2₁空间群，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4，胞体积为

进一步地，M为Cd，所述银系晶体的化学式为Ag₂CdI₄，属于四方晶系，I-42m空间群，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4，单胞体积为

进一步地，所述非线性光学器件中包含激光频率转换器件，其中，至少一束入射电磁辐射通过所述激光频率转换器件后产生至少一束频率不同于所述入射电磁辐射的输出辐射。

进一步地，所述激光频率转换器件为所述银系晶体经切割、在同光面抛光后制备得到。