專(zhuān)利名稱(chēng)：硼酸鋅鎘多晶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非線(xiàn)性的光學(xué)硼酸鋅鎘多晶及其制備方法。
背景技術(shù)：
探索轉(zhuǎn)換效率高、透過(guò)波段寬、光損傷閾值大、物化性能穩(wěn)定的新型非線(xiàn)性光學(xué)晶體，一直是激光變頻領(lǐng)域的熱門(mén)課題。上世紀(jì)七十年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外雖已研制出KDP、LN、BBO、KN、KTP、LBO、CBO、CLBO等一系列非線(xiàn)性光學(xué)晶體，但這些晶體在激光變頻領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，都各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，使用也受到一定的限制，因此不斷尋找性能更好、更能適用于某種變頻應(yīng)用的新型非線(xiàn)性光學(xué)晶體一直是研究的熱點(diǎn)。到目前為止，可作激光變頻應(yīng)用的硼酸鹽晶體的非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)比起磷酸鹽和鈮酸鹽晶體的來(lái)都不算大。1999年德國(guó)Becker等人研制出BiB3O6(BiBO)晶體(Becker P，Lieberty J，Bobaty L，J.Cryst.Growth.1999，203(1-2)149～155)，其非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)就算比較大的了(最大的d26＝2.8pm/v)，但其熔點(diǎn)(726℃)相當(dāng)?shù)?，熔體黏度很大，不容易長(zhǎng)出高質(zhì)量的單晶。
自二十世紀(jì)五十年代以來(lái)，有關(guān)CdO-ZnO-B2O3三元體系化合物就陸續(xù)有所報(bào)道Cd2ZnB4O9(Harrison，D.E.，Hummel，F(xiàn).A.J.Electrochem.Soc.1959，106，24～26)、Cd0.5Zn0.5B4O7(Laureiro，Y.，Camps M.D.，Veiga M.L.，Jerez A.，Pico，C.Eur.J.SolidState Inorg.Chem.1988，25，381～386)、Cd3Zn3B4O12(Whitaker，A.，Channell，A.D.J.Mater.Sci.1993，28，2489～2493)、(Cd0.01Zn0.99)BO3(OH)(Xin Yuan，Dezhong Shen et al.J.Synthetic Crystals.2006，35(1)15～19)，但都只涉及它們的XRD譜圖、相組成和存在的溫度范圍等報(bào)道。關(guān)于CdO-ZnO-B2O3三元系單晶的研究，孫同慶等報(bào)道了Cd3Zn3B4O12(Tongqing Sun，F(xiàn)eng Pan et al.Acta Cryst.，2003，C59i107～i108)的晶體結(jié)構(gòu)，Cd3Zn3B4O12也是一種非線(xiàn)性光學(xué)性能優(yōu)良的晶體，潘峰等已獲得該晶體的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)(專(zhuān)利號(hào)ZL 02 1 24079.5)；袁欣等合成了新晶體Cd1.17Zn0.83B2O5和Cd0.02Zn0.98(BO2)6(Xin Yuan，Dezhong Shen et al.J.Cryst.Growth.2006，292485～463)，但這兩種晶體生長(zhǎng)困難、非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)不大，應(yīng)用前景并不十分明朗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非線(xiàn)性光學(xué)硼酸鋅鎘多晶及其制備方法。
本發(fā)明所提供的硼酸鋅鎘多晶，分子式為CdZn2B2O6，簡(jiǎn)稱(chēng)為CZBO晶體。
本發(fā)明鎘硼酸鋅鎘多晶的制備方法，是將CdO、ZnO和H3BO3在700-850℃下反應(yīng)。
其中，優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為800℃，反應(yīng)時(shí)間為60小時(shí)。
反應(yīng)過(guò)程為將CdO、ZnO和H3BO3研磨和混合均勻后，壓塊放入鉑坩鍋中進(jìn)行反應(yīng)。
本發(fā)明制備了一種新型的非線(xiàn)性光學(xué)硼酸鋅鎘多晶，該物質(zhì)具有非線(xiàn)性光學(xué)性能，經(jīng)粉末倍頻效應(yīng)測(cè)試，CZBO的非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)為KDP的14.28倍。該晶體在空氣中不潮解，具有良好的機(jī)械性能，可在諧波發(fā)生器件、光參量和光放大器件、電光調(diào)制器件以及光波導(dǎo)器件等非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。


圖1為多晶樣品的X-射線(xiàn)粉末衍射圖；圖2為多晶樣品的熱分析曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
CdZn2B2O6多晶樣品可以通過(guò)下列化學(xué)反應(yīng)合成
按照化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取CdO、ZnO和H3BO3，經(jīng)研磨和混合均勻后，壓塊放入鉑坩鍋中，升溫至約800℃恒溫?zé)Y(jié)60小時(shí)，得到CZBO多晶樣品。圖1為所得多晶樣品的X-射線(xiàn)粉末衍射圖，圖2為所得多晶樣品的熱分析曲線(xiàn)。經(jīng)粉末倍頻測(cè)試確認(rèn)具有強(qiáng)的粉末倍頻效應(yīng)，其粉末倍頻系數(shù)為KDP的14.28倍。
CZBO晶體的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，在空氣中不潮解，機(jī)械性能良好。
實(shí)施例1以化學(xué)合成CdZn2B2O6為例，則使用的原料配比為CdO∶ZnO∶H3BO3＝20∶40∶40(摩爾比)。按照化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取CdO，ZnO和H3BO3，經(jīng)仔細(xì)研磨和混合均勻后，壓塊放入鉑坩鍋中，于馬弗爐中升溫至約800℃恒溫?zé)Y(jié)60小時(shí)，得到CZBO多晶樣品。
實(shí)施例2以化學(xué)合成CdZn2B2O6為例，則使用的原料配比為CdO∶ZnO∶H3BO3＝19∶39∶42(摩爾比)。按照化學(xué)摩爾比稱(chēng)取CdO，ZnO和H3BO3，經(jīng)仔細(xì)研磨和混合均勻后，壓塊放入鉑坩鍋中，于馬弗爐中升溫至約800℃恒溫?zé)Y(jié)60小時(shí)，得到CZBO多晶樣品。
實(shí)施例3室溫下，用YAG激光器作為光源，采用入射波長(zhǎng)1064nm、強(qiáng)度22.5mJ、脈沖寬度10ns、光斑直徑7mm的激光，對(duì)KDP(磷酸二氫鉀)和CZBO樣品進(jìn)行非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)對(duì)比測(cè)試。實(shí)驗(yàn)得到出射波長(zhǎng)為532nm的倍頻激光，測(cè)得CZBO多晶粉末的倍頻系數(shù)為KDP的14.28倍。
權(quán)利要求
1.分子式為CdZn2B2O6的硼酸鋅鎘多晶。
2.權(quán)利要求1所述鎘硼酸鋅鎘多晶的制備方法，是將CdO、ZnO和H3BO3在700-850℃下反應(yīng)，得到所述鎘硼酸鋅鎘多晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)溫度為800℃，反應(yīng)時(shí)間為60小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)過(guò)程為將CdO、ZnO和H3BO3研磨和混合均勻后，壓塊放入鉑坩鍋中進(jìn)行反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了硼酸鋅鎘多晶及其制備方法。本發(fā)明所提供的硼酸鋅鎘多晶，分子式為CdZn
文檔編號(hào)G02F1/35GK1975553SQ20061016534
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者張帆, 沈德忠, 沈光球, 王曉青 申請(qǐng)人:清華大學(xué)