【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电子功能材料，具体涉及碱金属二氟丙二酸盐化合物、其晶体及其制备方法与应用。
技术介绍
1、晶体的非线性光学效应是指一束确定频率的光，通过与介质的相互作用，转换成其它频率的光。
2、非线性光学晶体可以通过非线性光学效应对激光进行频率转换，拓宽激光器的波长范围，是固体激光器的核心材料。例如硼酸盐非线性光学晶体，bab2o4(bbo)、lib3o5(lbo)、kbe2bo3f2(kbbf)、sr2be2b2o7(sbbo)、ba2be2b2o7(tbo)、k2al2b2o7(kabo)、baal2b2o7(babo)等，由于具有良好的线性以及非线性光学性质受到科学家的长期关注。在激光可控核聚变、光信息储存、微加工等领域，紫外相干光源均扮演着重要角色，其关键在于开发具备优异性能的紫外非线性光学晶体。
3、bbo晶体的阴离子基团为具有共轭大π键的(b3o6)3-平面基团，由于共轭大π键存在，基团具有超高的极化率各向异性，进而导致了晶体具有过高的双折射率(δn＝0.12)，这将可能会引起走离效应，进而影响谐波转换效率及输出光的质量，限制实际应用。
4、lbo晶体的阴离子基团可以看成是将(b3o6)3-基团中的一个三配位bo3构型被四配位的bo4构型所取代，从而形成的(b3o7)5-基团。由于共轭大π键被破坏，该基团避免了过高的极化率各向异性。但是由于(b3o7)5-基团在lbo晶体内以与c轴成45°的方式互相连接形成螺旋链，从而在晶格中无法实现平行排布，使得晶体拥有过低的双折射(δn＝0.
5、kbbf由平面基团(bo3)3-和四面体基团bo3f组成，此晶体具有很短的紫外吸收边(155nm)，适中的双折射率(δn＝0.07)，并且可以在很宽的波长范围内实现相位匹配，是迄今为止唯一可以实现应用的非线性光学晶体。但kbbf作为一种层状结构晶体，层间结合能远小于层内结合能，导致其具有严重的层状生长习性，给大尺寸晶体生长带来了很大难度。
6、因此，开发各方面性能均十分优秀的紫外非线性光学晶体材料，已成为当前非线性光学材料研究领域的难点和前沿方向之一。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提供碱金属二氟丙二酸盐化合物、其晶体及其制备方法与应用，本专利技术的碱金属二氟丙二酸盐化合物，无色透明，在空气中不潮解，而且具有极强的相位匹配能力；其紫外吸收边短于250nm；所述化合物可以对波长为1.064μm的激光光束产生2倍频或3倍频或4倍频的谐波光输出，可以用于制备谐波发生器。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物的化学式为a2(c3f2o4)·nh2o，其中，a为碱金属，n为≥0的整数。
4、具体地，所述的a为k、rb或者cs；n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或者10。
5、具体地，当a为k，n为0时，其化学式为k2(c3f2o4)，所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，空间群为cmc21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝4，单胞体积为
6、具体地，当a为rb，n为2时，其化学式为rb2(c3f2o4)·2h2o；所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，空间群为fdd2，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝8，单胞体积为
7、具体地，当a为cs，n为2时，其化学式为cs2(c3f2o4)·2h2o所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，晶空间群为fdd2，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝8，单胞体积为
8、a为k，n为1时，其化学式为k2(c3f2o4)·h2o，属于正交晶系，晶空间群为p212121，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝4，单胞体积为
9、a为rb，n为1时，其化学式为rb2(c3f2o4)·h2o，属于单斜晶系，晶空间群为p21/c，晶胞参数为α＝90°，β＝105.506°，γ＝90°，z＝4，单胞体积为
10、a为cs，n为1时，其化学式为cs2(c3f2o4)·h2o，属于单斜晶系，晶空间群为p21/c，晶胞参数为α＝90°，β＝105.730°，γ＝90°，z＝4，单胞体积为
11、方案二)
12、一种碱金属二氟丙二酸盐化合物的制备方法，包括如下步骤
13、将摩尔比大于等于1.5:1(优选(1.5～2):1)的aoh·xh2o与c5h6f2o4在溶剂去离子水中，且在温度为25～100℃下反应1小时以上，然后在温度可以为20℃-100℃下蒸发10-20天，得到所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物；其中，a为碱金属，n为≥0的整数。aoh·xh2o中的x也是≥0的整数。
14、具体地，所述aoh·xh2o与c5h6f2o4的摩尔比为(1.8～2):1。
15、具体地，aoh·xh2o与c5h6f2o4总质量与去离子水的比例为5～50g：100ml。优选为10～30g：100ml。
16、所述反应的温度为30～80℃。例如40℃、70℃。
17、蒸发温度为35～80℃。例如40℃、70℃。
18、方案三)
19、所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物的用途，将所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物用于制备激光器、紫外区的谐波发生器、光参量放大器件及光波导器件。所述化合物可以对波长为1.064μm的激光光束产生2倍频或3倍频或4倍频的谐波光输出。
20、方案四)
21、光参量放大器件，包括所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物。
22、本专利技术的有益效果：
23、本专利技术制备出化学式为a2(c3f2o4)·nh2o的化合物，其中，a为碱金属，n为≥0的整数，具体如k2(c3f2o4)(下面称为kcfo)、rb2(c3f2o4)·2h2o(下面称为rcfo)、cs2(c3f2o4)·2h2o(下面称为ccfo)的碱金属二氟丙二酸盐化合物及其非线性光学晶体。该非线性光学晶体具有极强的相位匹配能力(使用粉末倍频测试方法测量，其粉末倍频效应约为kh2po4(kdp)的4-5倍)；其紫外吸收边短于250nm。另外，该非线性光学晶体能够实现nd:yag(λ＝1.064μm)的2倍频、3倍频、4倍频的谐波发生器。并且，该非线性光学晶体为单晶结构，无色透明，在空气中不潮解。所以可以预见，a2(c3f2o4)·nh2o(具体如k2(c3f2o4)、rb2(c3f2o4)·2h2o、cs2(c3f2o4)·2h2o)将在各种非线性光学领域中获得广泛应用，并将开拓紫外波段的非线性光学应用。
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1.一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物的化学式为A2(C3F2O4)·nH2O，其中，A为碱金属，n为≥0的整数。
2.根据权利要求1所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：所述的A为K、Rb或者Cs；n为0、1或2。
3.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：当A为K，n为0时，其化学式为K2(C3F2O4)，所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，空间群为Cmc21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4，单胞体积为
4.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：当A为Rb，n为2时，其化学式为Rb2(C3F2O4)·2H2O；所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，空间群为Fdd2，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝8，单胞体积为
5.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：当A为Cs，n为2时，其化学式为Cs2(C3F2O4)·2H2O，所述
6.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：
7.一种碱金属二氟丙二酸盐化合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤将摩尔比大于等于1.5:1的AOH·xH2O与C5H6F2O4在去离子水中，且在温度为25～100℃下反应1小时以上，然后在温度为20℃-100℃下蒸发10-20天，得到如权利要求1-5中任一项所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物A2(C3F2O4)·nH2O；其中，A为碱金属，n为≥0的整数。
8.根据权利要求7所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物的制备方法，其特征在于：所述AOH·xH2O与C5H6F2O4的摩尔比为(1.8～2):1；
9.如权利要求1-5中任一项所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物的用途，其特征在于：将所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物用于制备激光器、紫外区的谐波发生器、光参量放大器件及光波导器件。
10.光参量放大器件，其特征在于：包括权利要求1-5中任一项所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物。
...【技术特征摘要】
1.一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物的化学式为a2(c3f2o4)·nh2o，其中，a为碱金属，n为≥0的整数。
2.根据权利要求1所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：所述的a为k、rb或者cs；n为0、1或2。
3.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：当a为k，n为0时，其化学式为k2(c3f2o4)，所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，空间群为cmc21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝4，单胞体积为
4.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：当a为rb，n为2时，其化学式为rb2(c3f2o4)·2h2o；所述的碱金属二氟丙二酸盐化合物为非线性光学晶体，不具有对称中心，属于正交晶系，空间群为fdd2，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝8，单胞体积为
5.根据权利要求2所述的一种碱金属二氟丙二酸盐化合物，其特征在于：当a为cs，n为2时，其化学式为cs2(c3f2o4)·2h2o，所述的碱金属二氟丙二酸盐化合...
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