一种非线性光学晶体硼锗酸铯.pdf

一种非线性光学晶体硼锗酸铯，属于非线性光学材料及其合成。该晶体其化学式为CsGeB3O7，分子量为349.93，属正交晶系，空间群Pna21，单胞参数为a＝9.542(3)，b＝9.823(3)，c＝7.009(2)，V＝657.0(3)3，Z＝4.。采用高温固相法制备。硼锗酸铯(CsGeB3O7)具有优良的非线性光学性能，其粉末SHG系数为KDP的1.5倍。

1.  一种非线性光学晶体硼锗酸铯，其特征在于：其化学式为CsGeB₃O₇，分子量为349.93，属正交晶系，空间群Pna2₁，单胞参数为a＝9.542(3)b＝9.823(3)c＝7.009(2)V＝657.0(3)Z＝4。

2.  一种权利要求1的硼锗酸铯的制备方法，其特征在于：采用高温固相法制备。

3.  如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：采用硼酸，二氧化锗和碳酸铯为原料，反应温度为550至650℃。

4.  一种权利要求1的硼锗酸铯的用途，其特征在于：该晶体用于潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算或光纤通讯。

一种非线性光学晶体硼锗酸铯
技术领域
本发明属于非线性光学材料及其合成。
背景技术
非线性光学晶体，具有倍频效应(SHG)，在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。目前实际应用的非线性光学晶体包括LiB₃O₅(LBO)，β-BaB₂O₄(BBO)，KH₂PO₄(KDP)，KTiOPO₄(KTP)，LiNbO₃(LNO)与BaTiO₃(BTO)等。最近研究表明含孤对电子的Se(IV)，Te(IV)与易Jahn-Tellor畸变的Mo(VI)等结合也可得到性能优越的非线性光学材料，如Na₂TeW₂O₉，BaTeM₂O₉(M＝Mo6+，W6+)。我们小组成功的将硒(IV)与硼酸根结合，得到了一例性能优越的新型非线性光学材料：Se₂B₂O₇(SBO)。而将硼酸根与锗酸根结合，也可得到具有二阶非线性光学性质的新颖化合物，如水热合成得到的K₂[Ge(B₄O₉)]·2H₂O，其粉末SHG系数为KDP的两倍。但其致命弱点是热稳定性差，30℃即开始分解。我们利用高温固相法将硼酸根与锗酸根相结合，以期得到热稳定性高性能优越的新型非线性光学材料。有关这方面的研究尚无文献报道发明内容。
发明内容
本发明的目的在于制备一种非线性光学晶体硼锗酸铯。
硼锗酸铯(CsGeB₃O₇)分子量为349.93，属正交晶系，空间群Pna2₁，单胞参数为a＝9.542(3)b＝9.823(3)c＝7.009(2)V＝657.0(3)Z＝4。它的结构为由环状的B₃O₇^5-基团通过锗(IV)相连而成的三维网状结构，铯离子填充在沿a轴的一维管道中。结构中含有两种沿c方向的手性空洞：一种为由两个GeO₄，两个BO₄和两个BO₃基团组成的六元环构成，一种为由四个GeO₄，四个BO₄和两个BO₃基团组成的十元环构成。B₃O₇^5-基团是由一个BO₄和两个BO₃基团通过共顶点连接而成的，Ge为四面体配位模式，而Cs离子为十配位的。
硼锗酸铯(CsGeB₃O₇)的高温固相法：将硼酸，二氧化锗和碳酸铯混合均匀，在箱式电阻炉中于550至650℃反应数小时，即可得到，产率可达100％。
非线性光学测量表明，硼锗酸铯(CsGeB₃O₇)具有优良的非线性光学性能，在1064nm激光照射下输出很强的532nm绿光，其粉末SHG系数为KDP的1.5倍。预期在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。此类非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。
具体实施方式
实例：H₃BO₃(6mmol)，GeO₂(2mmol)与Cs₂CO₃(1mmol)，研磨混合均匀，在650℃反应2天，以10℃每小时降至200℃，可得到粒径均匀的多晶。