[发明专利]一种一水合丙二酸钾锂化合物及其非线性光学晶体的制备方法和用途

说明书

本发明属于光电子功能材料领域，具体涉及一种非线性光学晶体一水合丙二酸钾锂，所述晶体的分子式为KLi(C₃O₄H₂)·H₂O，所述KLi(C₃O₄H₂)·H₂O晶体不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为Pna21，晶胞参数为α＝γ＝β＝90°。本发明的非线性光学晶体具有较好的相位匹配能力；同时其紫外吸收边为233nm，因而KLi(C₃O₄H₂)·H₂O非线性光学晶体能够实现Nd:YAG(λ＝1.064μm)的2倍频；并且，可以预测KLi(C₃O₄H₂)·H₂O晶体能够用于Nd:YAG的3倍频、4倍频谐波发生器。

技术领域

本发明属于光电子功能材料领域，涉及一种新型光电子功能材料及制备方法和用途，尤其涉及一种一水合丙二酸钾锂化合物及其非线性光学晶体的制备方法和用途。

背景技术

紫外激光作为一种重要的光源，在激光微加工、半导体光刻、光信息存储、激光医疗等方面有着广泛的应用。目前应用于工业和科研领域的紫外激光器主要分为气体紫外激光器和固体紫外激光器两类。

气体紫外激光器包括准分子激光器、氩离子激光器、氮分子激光器、氟分子激光器、氦镉激光器等；固体激光器包括各种近红外激光器(Nd:YVO₄，Nd:YAG，Nd:YLF)的三倍频、四倍频激光器等。

目前使用的准分子激光器存在以下缺陷：体积庞大，设备昂贵，维护费用高，光束质量差，需要配备昂贵的光学系统进行聚焦等，从而限制了其发展以及在激光加工等领域的应用，准分子激光器逐步被体积小，可靠耐用，光束质量好的全固态激光器所取代。

起初，全固态激光器由于输出功率不够高的缺点，难以满足工业需求，但是经过十几年来，随着紫外非线性光学晶体和非线性变频技术的发展，逐步出现了一些大功率的全固态紫外激光器。据最新报道，355nm高重频全固态激光器的平均输出功率已达到17.7W，以355nm全固态激光为光源的激光加工设备已经产业化并已用于激光加工生产线。

由于激光的波长越短，光束质量越好，相应的加工精度越高，可加工的尺度越小，同时，越短的波长，其能量越容易被材料直接吸收，可减小热效应，实现冷加工。因此，目前工业上对能够取代波长小于300nm准分子激光器(如266nm、248nm、193nm等)的全固态激光器有着强烈的需求。该波段的全固态激光器的大规模产业化是国际上各大激光公司重点发展的方向，而其中发展的关键环节，在于研发并生长新型短波紫外非线性光学晶体。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种一水合丙二酸钾锂化合物，其化学式为KLi(C₃O₄H₂)·H₂O。

根据本发明的实施方案，所述一水合丙二酸钾锂化合物可以为非线性光学晶体形式。

本发明还提供上述一水合丙二酸钾锂化合物的制备方法，包括将原料丙二酸、氢氧化钾和一水合氢氧化锂进行反应，得到一水合丙二酸钾锂化合物。

根据本发明的实施方案，所述丙二酸、氢氧化钾和一水合氢氧化锂的摩尔比可以为(1-1.5):1:1，优选为(1-1.4):1:1；示例性为1:1:1、1.2:1:1、1.4:1:1，最优为1.5:1:1。

根据本发明的实施方案，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂可以选自有机溶剂或无机溶剂，优选为无机溶剂，例如水，示例性为去离子水。