專利名稱：非線性光學晶體釩酸釔鈣及其制備方法和用途的制作方法
技術領域：
本發明屬于光電子材料技術領域，特別是涉及作為激光器中的非線性光學晶體。
背景技術：
非線性光學晶體材料是激光技術中廣泛使用的一種晶體材料，它主要用于對激光波長進行變頻，擴展激光器的可調諧頻率范圍。目前，得到廣泛應用的主要是倍頻、差頻、和頻等技術，它通常采用一塊專門的非線性光學晶體，置于激光束前面來改變激光束的輸出波長。
經過幾十年來各國科學家的努力，目前已發現了許多非線性光學晶體，并有一些非線性光學晶體得到了實際應用，如KDP、KTP、LBO、BBO、LiNbO3等，但因各種原因，尚未得到各波段均適用的非線性光學晶體，因此各國科學家仍舊在極力關注著各類新型非線性光學晶體的探索和研究。
釩酸釔鈣(Ca9Y(VO4)7)晶體是一種新型的非線性光學晶體材料，它具有和Ca3(VO4)2相似的結構形式，我們通過研究，生長出了較大尺寸、高光學質量的Ca9Y(VO4)7晶體。測試表明該晶體的二階非線性光學系數相當于4.7倍KDP，其透光范圍在360-3000nm，晶體硬度為566.1HV。而且該晶體的其它物理化學、熱及機械性能均較為理想。因此，Ca9Y(VO4)7晶體有望作為一種新型的非線性光學晶體材料，獲得較高效率的相應的變頻激光輸出，從而獲得實際應用。
發明內容
本發明的目的就在于研制一種新的非線性光學晶體，它具有較大的非線性光學系數，能適用于可見光和近紅外光區域的變頻材料。
釩酸釔鈣是一種同成分熔化的化合物，因此可用提拉法來生長。我們經過實驗找到了采用提拉法(Czochralski方法)生長釩酸釔鈣晶體的較理想的生長條件，并生長出了高質量、較大尺寸的釩酸釔鈣晶體(見實施例)。
具體的化學反應式如下18CaCO3+Y2O3+7V2O5＝2Ca9Y(VO4)7+18CO2所用的原料純度及廠家如下
提拉法生長釩酸釔鈣晶體，其主要生長條件如下生長是在銥金坩鍋中、惰性氣體(如N2、Ar等)氣氛下進行，晶體生長的參數為生長溫度1360℃，提升速度為0.5～2.0毫米/小時，晶體轉速為10～30轉/分鐘。
將生長出的Ca9Y(VO4)7晶體，在四圓衍射儀上進行了衍射數據的收集，結構分析表明，其屬于三方晶系，具有R3空間群結構，其晶胞參數為a＝10.86，c＝38.03，Z＝6，Dc＝3.53g/cm3。
將生長出Ca9Y(VO4)7晶體，進行了透過率、硬度及非線性光學系數等的分析測試，結果表明Ca9Y(VO4)7晶體的非線性光學系數為KDP晶體的4.7倍，其透過波段為360-3000nm，晶體硬度為566.1HV。Ca9Y(VO4)7晶體在非線性光學系數、透光范圍等物化性能方面均具有較理想的數值，且其易于生長出較好光學質量的晶體，生長成本低。因此，Ca9Y(VO4)7晶體有望成為一個好的非線性光學晶體，適用于可見光和近紅外光區域激光的變頻，制成可見光到近紅外光區的諧波發生器件和可見光到近紅外光區的光波導器件，并得到實際應用。
具體實施例方式
實施例提拉法生長Ca9Y(VO4)7晶體。
將按化學計量比準確稱量好的CaCO3、Y2O3、V2O5混合研磨均勻，壓片后，在馬弗爐中于900℃固相反應24小時，取出后，再研磨、壓片，升溫至1150℃反應36小時。將合成好的以上樣品裝入φ45×35mm3的銥金坩鍋中，放入提拉爐中，采用提拉法，在N2氣氛中，生長溫度為1360℃、晶體轉速為15轉/分鐘，拉速為1毫米/小時的情況下，生長出了尺寸為φ25×20mm3的高質量的Ca9Y(VO4)7晶體。
權利要求
1.一種非線性光學晶體釩酸釔鈣，其特征在于該晶體的分子式為Ca9Y(VO4)7，晶體屬于三方晶系，空間群為R3，晶胞參數a＝10.86，c＝38.03，Z＝6，密度為3.53g/cm3。
2.一種權利要求1的非線性光學晶體釩酸釔鈣的制備方法，其特征在于該晶體采用提拉法生長，惰性氣體氣氛下進行，生長溫度1360℃，10-30轉/分鐘的晶體轉速，0.5-2毫米/小時的拉速。
3.一種權利要求1的非線性光學晶體釩酸釔鈣的用途，其特征在于該晶體用以制成可見光到近紅外光區的諧波發生器件或用以制成從可見光到近紅外光區的光波導器件。
全文摘要
非線性光學晶體釩酸釔鈣及其制備方法和用途，涉及人工晶體領域。采用提拉法，生長溫度1360℃，10－30轉/分鐘的晶體轉速，0.5－2毫米/小時的拉速，生長出了高光學質量、較大尺寸的Ca
文檔編號C30B15/00GK101054727SQ20061007760
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月11日 優先權日2006年4月11日
發明者林州斌, 王國富 申請人:中國科學院福建物質結構研究所