新型非线性光学晶体RbBe2BO3F2倍频特性的研究

在Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配条件下，对新型非线性晶体RbBe2BO3F2（RBBF）倍频时的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角和允许波长进行理论分析和模拟计算，并在基频光波长为300～3500nm范围内，对RBBF和KBe2BO3F2（KBBF）晶体的光学性质进行了比较分析。计算结果表明RBBF晶体能输出200nm以下深紫外波段的倍频谐波，虽然其有效非线性系数较小．但在走离角、允许角和允许波长上均比KBBF晶体更有优势。理论分析的结果有利于RBBF用于新型激光器件的研发。

新型深紫外非线性光学晶体RbBe_2BO_3F_2的研究

采用固相合成法制备了纯相RbBe2BO3F2(RBBF)粉末,并采用高温助熔剂自发成核生长出大块高质量RBBF单晶。利用X光单晶衍射法确定RBBF的空间群是R32;晶胞参数a=b=0.44341(9)nm,c=1.9758(5)nm,Z=3。其紫外截止边是160nm,双折射率约为0.075。

助熔剂法生长RbBe_2BO_3F_2晶体及热性能研究

本文采用自发成核助熔剂法生长深紫外非线性光学晶体RbBe2BO3F2(RBBF)。研究了不同助熔剂体系的黏度对自发成核的影响,采用Rb2O-NaF-B2O3体系获得了厚度超过2.5 mm的大块透明RbBe2BO3F2晶体。研究了晶体的热学性能,包括熔点、比热、热膨胀系数和热导率,并与KBBF同族晶体进行了比较。在30～300℃温度范围内,RBBF晶体比热是0.70～0.95 J/g·K,大于CBBF晶体。测得RBBF晶体沿c轴的热膨胀系数是z=47.16×10-6K-1,在298 K时沿c轴的热导率是3.04 W/m·K。

RbBe_2BO_3F_2晶体的水热法生长与非线性光学性能

采用水热法生长出了深紫外非线性光学晶体Rb Be2BO3F2。通过优化晶体生长温度、矿化剂等条件生长出了尺寸为27.0 mm×14.0 mm×5.7 mm的大尺寸晶体。通过粉末X射线衍射仪（XRD）确认了晶体物相未因水热晶体生长而发生改变。比较研究了熔盐法RBBF（F-RBBF）,KBBF（L-KBBF）和水热法RBBF（H-RBBF）倍频产生400 nm激光的性能：表征了生长晶体的紫外可见透过光谱、粉末倍频能力和晶体800 nm倍频产生400 nm激光的性能。透过光谱显示在190-800 nm无明显吸收峰,透过率接近85%,与熔盐法晶体相当。粉末的倍频（SHG）强度与同条件下熔盐法晶体粉末相当。Rb2CO3矿化剂体系生长的RBBF晶体的800-400 nm倍频输出功率相比熔盐法KBBF要低,且没有随着厚度增加而增大。Rb F矿化剂体系生长的晶体800-400 nm倍频输出功率与熔盐法KBBF和RBBF相当。然而与熔盐法KBBF相比,水热法KBBF输出功率却非常低。综上,水热RBBF的800 nm基频光倍频产生400 nm光的能量与熔盐法KBBF和RBBF在相当的水平,远高于大多数水热法KBBF晶体。结果表明水热生长的Rb Be2BO3F2晶体具有与熔盐法晶体相当的非线性光学性能,在深紫外非线性光学领域有较好的应用前景。