專利名稱：一種非線性光學(xué)晶體硼鍺酸銣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非線性光學(xué)材料及其合成。
背景技術(shù)：
非線性光學(xué)晶體，具有倍頻效應(yīng)(SHG)，在激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、光折變信息處 理等高科技領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價值。非線性光學(xué)材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，特別是若干軍事 和民用高科技領(lǐng)域中，例如潛艇深水通訊、激光致盲武器、海洋魚群探測、光盤記錄、彩色激 光打印、激光投影電視、光計算和光纖通訊等，都有一系列重要應(yīng)用。目前實際應(yīng)用的非線 性光學(xué)晶體包括 LiB3O5 (LBO)，β -BaB2O4 (BBO)，KH2PO4 (KDP)，KTiOPO4 (KTP)，LiNbO3 (LNO)與 BaTiO3(BTO)等。一般來說，設(shè)計非線性光學(xué)材料采用的有含π鍵共軛體系的平面肌3基 團，易發(fā)生Jahn-Tellor畸變的d°過度金屬與含活性孤電子對的義(IV)，Te (IV)，103_基 團。最近的研究表明，如果能夠?qū)煞N上述活性基團引入同一個化合物，通過它們的極化 的疊加，有可能得到性能更優(yōu)越的非線性光學(xué)材料，如Na2TeW2O9，BaTeM2O9 (M = Mo6+，W6+)， Se2(B2O7)與BaNbO(IO3)6等.迄今為止關(guān)于金屬硼鍺酸化合物的報道很少，但他們卻容易形 成各種非心的結(jié)構(gòu)，在非線性光學(xué)材料與多空材料方面有著廣闊的應(yīng)用前景。大部分的硼 鍺酸鹽是在水熱條件下合成的，它們的結(jié)構(gòu)中常常含有水或有機模板劑，不利于實際的應(yīng) 用。我們通過高溫固相合成得到了性能優(yōu)越的新型非線性光學(xué)材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制備一種非線性光學(xué)晶體硼鍺酸銣。硼鍺酸銣(RbGe^O7)分子量為302. 51，屬正交晶系，空間群Pnd1，單胞參數(shù)為a =9.352(5) A,b = 9. 457(5) A,c = 6. 962(4)入，alpha = 90°，beta = 90° , gamma =90°，V = 615.8(6) A3，Z = 4。它的陰離子骨架結(jié)構(gòu)為由 0廣基團通過GeO4共頂點 相連而成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。Rb+離子填充在沿a軸方向的一維孔道中。結(jié)構(gòu)中還含有沿c 軸方向的十元環(huán)與六元環(huán)的手性孔道。硼與氧原子的配位模式有BO3和BO4兩種。一個BO4 與兩個BO3共頂點連接形成環(huán)狀的 0廣簇。鍺則與四個氧原子配位形成GeO4四面體。硼鍺酸銣(M3GeB3O7)通過高溫固相法合成將H3BO3, GeO2與Iib2CO3研碎，混合均 勻，放入白金坩堝中，在馬弗爐中于650°C反應(yīng)一周，即可得到白色粉末，產(chǎn)率可達100%。非線性光學(xué)測量表明，硼鍺酸銣(RbGe^3O7)具有優(yōu)良的非線性光學(xué)性能，在 1064nm激光照射下輸出很強的532nm綠光，其粉末SHG系數(shù)為KDP的1. 3倍，我們還做了它 的粉末的相位匹配圖，證明了它是可以實現(xiàn)相位匹配的。預(yù)期在激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、 光折變信息處理等高科技領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價值。此類非線性光學(xué)材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 中，特別是若干軍事和民用高科技領(lǐng)域中，例如潛艇深水通訊、激光致盲武器、海洋魚群探 測、光盤記錄、彩色激光打印、激光投影電視、光計算和光纖通訊等，都有一系列重要應(yīng)用。
具體實施例方式實例1 =H3BO3 (0. 1854g，0. 3mol)，GeO2 (0. 1046g，0. Imol)與 Rb2C03(0. 1155g， 0. 05mol)研磨均勻后放入白金坩堝中壓實，置于馬弗爐爐中，300°C反應(yīng)2小時，再升高溫 度，于700°C反應(yīng)7天，再以0. 6°C每小時降至450°C，最后以2°C每小時降至250°C，取出來 后加蒸餾水泡5個小時，過濾后便可得到無色透明的塊狀晶體。實例2 =H3BO3 (0. 1854g，0. 3mol)，GeO2 (0. 1046g，0. Imo 1)與 Rb2CO3 (0. 1155g, 0. 05mol)研磨均勻后放入白金坩堝中壓實，置于馬弗爐爐中，300°C反應(yīng)2小時，再升高溫 度，于650°C反應(yīng)7天，再以5°C每小時降至250°C，即可得到產(chǎn)率為100%的白色粉末。
權(quán)利要求
1.一種非線性光學(xué)晶體硼鍺酸銣，其特征在于其化學(xué)式為RbGe^3O7，分 子量為302. 51，屬正交晶系，空間群洵叫，單胞參數(shù)為a = 9.352(5) A, b = 9.457(5) A，C= 6.962(4)A, alpha = 90 °，beta = 90 °，gamma = 90 °， V = 615.8(6) A3，Z = 4。
2.—種權(quán)利要求1的硼鍺酸銣的制備方法，其特征在于采用高溫固相法制備。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于采用H3BO3,GeA與Rb2CO3為原料，采用 白金坩堝敞口高溫，反應(yīng)溫度為650°C。
4.一種權(quán)利要求1的硼鍺酸銣的用途，其特征在于該晶體用于潛艇深水通訊、激光致 盲武器、海洋魚群探測、光盤記錄、彩色激光打印、激光投影電視、光計算或光纖通訊。
全文摘要
一種非線性光學(xué)晶體硼鍺酸銣，屬于非線性光學(xué)材料及其合成。該晶體其化學(xué)式為RbGeB3O7，分子量為302.51，屬正交晶系，空間群Pna21，單胞參數(shù)為alpha＝90°，beta＝90°，gamma＝90°，Z＝4。采用高溫固相法制備。硼鍺酸銣(RbGeB3O7)具有優(yōu)良的非線性光學(xué)性能，其粉末SHG系數(shù)為KDP的1.3倍。
文檔編號G02F1/355GK102096268SQ20091011294
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者張建漢, 毛江高 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所