(57)【要約】  硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶であり、分子式は、MBe2BO3F2であり、M＝Rb又はCsであり、フラックス法により製造されている。硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤とを比例的に均一に混合させ、750-800℃まで温度上昇させ、恒常温度になってから、飽和温度以上の2-10℃まで冷却させ、硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤とを含む高温溶液が得られ、シードロッド上の種結晶を当該高温溶液に入れ、シードロッドを回転させ、飽和温度まで温度降下させてから、次第に温度降下させる。こうして得られた結晶を液面から持ち上げ室温まで降下させ、本発明による非線形光学結晶が得られる。当該結晶は非線形光学効果を有し、光透過波長域は広く、紫外遮断波は150ｎｍに達し、潮解することもなく、希塩酸と希硝酸に溶けることもなく、化学安定性がよく、紫外波長域レーザ周波数変換の需要に適し、非線形光学デバイスの製作に用いられる。Nｄ：YAGレーザの２倍波、３倍波、４倍波、５倍波又は６倍波に変換する調波出力デバイスが実現でき、その他のレーザ波長の調波出力デバイスに使用することができ、266ｎｍ以下の干渉光の出力が生成できる。  【選択図】図３
2010503879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶であって、その分子式は、MBe2BO3F2であり、三方晶系に属し、空間群はR32であり、融点は、1000℃であり、空気中に潮解することなく、希塩酸と希硝酸に溶けることもなく、Mohs硬度は4−6であり、
ここで、M=Rbの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩非線形光学結晶であり、分子式はRbBe2BO3F2であり、分子量は、200.2982であり、単位胞パラメータは、a=4.43987(3)Å、b=4.43987(3)Å、c=19.769(2)Å、α=β=90°、γ=120°、v=337.49(6)Å3、Z=3であり：
M=Cｓの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩非線形光学結晶であり、分子式はCsBe2BO3F2であり、分子量は、247.7358であり、単位胞パラメータは、a=4.4543(6)Å、b=4.4543(6)Å、c=21.279(3)Å、α=β=90°、γ=120°、v=365.63Å3、Z=3である：
ことを特徴とする硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶。
【請求項２】
以下のステップを有することを特徴とする請求項1記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
（１）比例的に硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と融剤とを均一に混合させ、10-30℃/時間の温度上昇スピードで750-800℃に加熱して、恒常温度に10-40時間保持して、飽和温度以上の2-10℃まで冷却させ、硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤を含む高温溶液を得る；
上記硼酸フッ化ベリリウム塩の分子式は、MBe2BO3F2であり、MはRb又はCsであり、
上記融剤はM2CO3、B2O3、M’F化合物の混合物であり、M’はLi、Na又はMであり、
上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と融剤とのモル配合割合は、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：M’F＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.3-2である；
（２）シードロッドに装着されている種結晶を上記ステップ（１）で得られた硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と融剤とを有する高温溶液に入れたと同時に、0-100回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで温度降下させ、0.5-5℃/日のスピードでゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わってから、所要の結晶が得られ、結晶を液面から持ち上げ、5-50℃/時間のスピードで室温まで降下させて、硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶が得られ；
M=Rbの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩非線形光学結晶であり、分子式はRbBe2BO3F2であり；
M=Csの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩非線形光学結晶であり、分子式はCsBe2BO3F2である。
【請求項３】
M'がLiである場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物とLiFを含む融剤とのモル配合割合が、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：LiF＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.3-1.5であることを特徴とする請求項２記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
【請求項４】
M'がNaである場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物とNaFを含む融剤とのモル配合割合が、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：NaF＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.4-1.8であることを特徴とする請求項２記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
【請求項５】
M'がMである場合、上記硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩化合物とMFを含む融剤とのモル配合割合が、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：MF＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.3-2であることを特徴とする請求項２記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
【請求項６】
ステップ（２）における種結晶のシードロッドでの固定方向が任意に選択されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
【請求項７】
ステップ（２）におけるシードロッドの回転方向が片方向回転又は可逆回転であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
【請求項８】
可逆回転の各片方向回転の時間が1-10分間であり、可逆回転の時間の間隔が、0.5-1分間であることを特徴とする請求項７記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法。
【請求項９】
請求項1記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶を、波長λ＝1.064μｍのレーザビームを２倍波、３倍波、４倍波、５倍波又は６倍波に変換する調波出力デバイスや、その他のレーザ波長の調波出力デバイスに使用する方法であって、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩非線形光学結晶であり、分子式はRbBe2BO3F2であり、又は、硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩非線形光学結晶であり、分子式はCsBe2BO3F2であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
200nmより短い波長の調波を生成する出力デバイスに使用することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
調波発生器として、紫外域用の調波発生器、光パラメトリックアンド増幅器と光導波路デバイスを用いることを特徴とする請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
請求項９又は１０記載の硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶の用途において、上記調波発生器として、赤外域から紫外域までの光パラメトリックアンド増幅器を用いることを特徴とする請求項９又は１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電子機能材料とその成長方法と用途に関し、特に、非線形光学材料及びその製造方法と用途に関し、具体的には、硼酸フッ化ベリリウム塩（MBe2BO3F2であり、MBBFと略称、M＝Rb、Cs）非線形光学結晶及びその成長方法と用途に関する。M＝Rbの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウムであり、分子式はRbBe2BO3F2であり、RBBFと略称される。M＝Csの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩は、硼酸フッ化ベリリウムセシウムであり、分子式はCsBe2BO3F2であり、CBBFと略称される。
【背景技術】
【０００２】
結晶の非線形光学効果とは、所定の偏光方向と所定の入射角度を有するレーザが非線形光学結晶（例えば、MBBF）を通過する時、当該レーザビームの周波数は変化を生じるということを指す。図１と２は、当該効果の典型模式図である。
【０００３】
非線形光学効果を有する結晶を非線形光学結晶と呼ぶ。ここで、非線形光学効果は倍波、和周波、差周波、光パラメトリック発振、光パラメトリック増幅などの効果を指す。非対称中心を有する結晶しか非線形光学効果を有しない。結晶の非線形光学効果を利用して、二次調波発生器や、上下周波数変換器や、光パラメトリック発振器等の非線形光学デバイスを製造できる。レーザ器からのレーザは非線形光学デバイスにより周波数変換できる。例えば、非線形光学結晶により、赤外レーザ（例えば1064nm）を可視光、紫外光、ひいては濃い紫外スペクトル域（波長は200 nmより短い）の光に変換させることができるので、レーザ技術領域において、巨大な応用将来性がある。現在、当該波長域によく使われている非線形光学結晶には、低温相転移ホウ酸バリウム（β-BaB2O4、BBOと略称）と、三ホウ酸リチウム（LiB3O5、LBOと略称）と、チタン酸リン酸カリウム（KTiOPO4、KTPと略称）という三種類の無機非線形光学結晶がある。しかし、当該三種類の結晶の有効倍波出力波長は紫外光スペクトル域に一定の制限を受けている。BBOにつきまして、（１）（B3O6）基は大きい共役π軌道特性を有するので、基の帯隙を遷移させて、BBO結晶の吸収端を189nmとする；（２）紫外吸収端の制限を受けたため、当該結晶が193 nmより短い波長の調波が生成できない；（３）平面状の（B3O6）基によるBBO結晶の二重屈折率はΔｎ≒0.12であり、大きい二重屈折率によるBBO結晶の4倍波での受け入れ角度はΔθ=0.45mradであり、それは、実際応用されたデバイスにとって、小さすぎる。LBOにつきまして、二重屈折率が小さすぎるため、より短い波長域での位相整合が実現できなく、有効な倍波出力が生成できない。KTP結晶につきまして、その遮断波の帯域は350 nmであるため、紫外調波も生成できない。「BBO（β-BaB2O4）は、「中国科学」B28、235、1985を参照；LBO(LiB3O5)結晶は、「中国発明特許」88102084を参照；KTP(KTiOPO4)は、Hand book of Nonlinear Optical crystalsを参照」
【０００４】
現在、濃い紫外直接倍波出力が生成できる非線形光学結晶はKBe2BO3F2（KBBFと略称）しかない。この結晶は中国科学院理化技術研究所結晶センターの陳創天科学院院士にリードされたチームにより発明、発展されてきた。
【０００５】
KBBF結晶は、平面三角型の（BO3）基と四面体の（BeO3F）基とよりからなり、（BO3）基の三つの酸素原子とBe原子とが繋がって、二次元の無限ネットを形成し、K+イオンが層状のネット間に存在しており、層と層とは、静電力により相互に連接されている。結晶の非線形光学効果は、主に（BO3）基により形成され、（BO3）基は結晶格子に平面状に配列されており、相互に平行して結晶の軸に垂直し、結晶を優れた非線形光学性質を持たせる。当該結晶は、紫外スペクトルでの吸収端が155 nmであり、二重屈折率が略0.07ほどであり、相互の整合範囲は、170 nmまで拡張できる。レンズカップリング技術により、KBBF結晶はTi：sapphireレーザ（チタンサファイアレーザー）の五倍波の光の出力（157-160 nm）を実現した「J. Opt.Soc.Am.B(2004),21(2) を参照」。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶を提供することにあり、当該結晶は紫外域のレーザ変換の需要に適し、非線形光学デバイスの製造に利用され、Nd：YAGレーザの２倍波、３倍波、４倍波、５倍波、ひいては、200nmより短い倍波の出力が実現できる。
【０００７】
本発明の他の目的は、硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶の成長方法を提供することにあり、当該結晶の成長方法はより快速である。
【０００８】
本発明の他の目的は、硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶の用途を提供することにあり、当該結晶は、Nd：YAGレーザの２倍波、３倍波、４倍波、５倍波が実現でき、ひいては、200nmより短い波長の調波の出力が実現できる。
それで、当該硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶の各種非線形光学領域（例えば、電光デバイス、ピロ電気素子、調波発生器、光パラメトリックアンド増幅器、光導波路デバイス等）での広範な応用が見られるとともに、真空紫外域での非線形光学応用を開拓する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の技術方案は、下記の通りである。
本発明による硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、分子式が、MBe2BO3F2であり、三方晶系に属し、空間群はR32であり、融点は、1000℃であり、空気中に潮解することなく、希塩酸と希硝酸に溶けることもなく、Mohs硬度は4−6であり、ここで、M=Rbの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩非線形光学結晶であり、分子式はRbBe2BO3F2であり、分子量は、200.2982であり、単位胞パラメータは、下記の通りである：a=4.43987(3)Å、b=4.43987(3)Å、c=19.769(2)Å、α=β=90°、γ=120°、v=337.49(6) Å3、Z=3; M=Csの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩非線形光学結晶であり、分子式はCsBe2BO3F2であり、分子量は、247.7358であり、単位胞パラメータは、a=4.4543(6)Å、b=4.4543(6)Å、c=21.279(3)Å、α=β=90°、γ=120°、v=365.63Å3、Z=3。
【００１０】
本発明による硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶のフラックス成長方法の具体的なステップは以下の通りである：
（１）比例的に硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と融剤とを均一に混合させ、10-30℃/時間の温度上昇スピードで750−800℃に加熱して、恒常温度を10-40時間保持して、飽和温度以上の2-10℃まで冷却させ、硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤を含む高温溶液を得られ、
上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物の分子式は、MBe2BO3F2であり、MはRb又はCsであり、
上記融剤はM2CO3、B2O3、M’F化合物の混合物であり、M’はLi、Na又はMであり、
上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と融剤とのモル配合割合は、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：M’F＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.3-2であり；
（２）シードロッドに装着されている種結晶を、上記ステップ（１）に得られた硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と融剤とを有する高温溶液に入れたと同時に、0-100回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで温度降下させ、0.5-5℃/日のスピードでゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わってから、所要の結晶が得られ、結晶を液面から持ち上げ、5-50℃/時間のスピードで室温まで降下させて、硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶が得られ；
M=Rbの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩非線形光学結晶であり、分子式はRbBe2BO3F2であり；M=Csの場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩非線形光学結晶であり、分子式はCsBe2BO3F2である。
M'はLiである場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物と、LiFを含む融剤とのモル配合割合は、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：LiF＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.3-1.5である。
M'はNaである場合、上記硼酸フッ化ベリリウム塩化合物とNaFを含む融剤とのモル配合割合は、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：NaF＝1:0.3-0.75：0.6-3.5：0.4-1.8である。
M'はMである場合、上記硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩化合物とMFを含む融剤とのモル配合割合は、MBe2BO3F2：M2CO3：B2O3：MF＝1:（0.3-0.75）：（0.6-3.5）：（0.3-2）である。
【００１１】
上記ステップ（２）における種結晶のシードロッドでの固定方向は任意に選択される。
【００１２】
上記ステップ（２）におけるシードロッドの回転方向は片方向回転又は可逆回転である。上記可逆回転の各片方向回転の時間は1-10分間であり、可逆回転の時間の間隔は、0.5-1分間である。
【００１３】
本発明による硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶の用途において、波長λ＝1.064μｍのレーザビームを２倍波、３倍波、４倍波、５倍波又は６倍波に変換する調波出力デバイスに用いられ、上記硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶は、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩非線形光学結晶であり、分子式はRbBe2BO3F2であり、又は、硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩非線形光学結晶であり、分子式はCsBe2BO3F2である。
【００１４】
200nmより短い調波を生成する出力デバイスに用いられる。上記調波発生器は、紫外域用の調波発生器、光パラメトリックアンド増幅器と光導波路デバイスである。上記調波発生器は、赤外域から紫外域までの光パラメトリックアンド増幅器である。
【００１５】
RbBe2BO3F2とCsBe2BO3F2はKBBFと似た構造を有し、KBBFの同構異質体である。本発明は、RbBe2BO3F2（RBBFと略称）とCsBe2BO3F2（CBBFと略称）の化合物と結晶とを合成して成長させた。Zhurnal Strukturnoi Khimii(1975,16,1050-1053) には、硼酸フッ化ベリリウムルビジウムRbBe2BO3F2と硼酸フッ化ベリリウムセシウムCsBe2BO3F2化合物とが報告され、両者はいずれも単斜晶系であり、空間群はC2であると指摘した。本発明者は、得られた結晶を改めて構造分析したところ、両者はいずれも三方晶に属し、空間群はR32であり、単位胞パラメータは、下記の通りである。RBBFの場合、a=4.43987(3)Å、b=4.43987(3)Å、c=19.769(2)Å、α=β=90°、γ=120°、v=337.49(6)Å3、Z=3。CBBFの場合、a=4.4543(6)Å、b=4.4543(6)Å、c=21.279(3)Å、α=β=90°、γ=120°、v=365.63Å3、Z=3。Z軸に沿う偏光顕微鏡の干渉図面により、両者の結晶が何れも単軸晶系であることが分かった。その紫外吸収端は150nmに達し、倍波効果はKBBFに相当する。
【００１６】
上記硼酸フッ化ベリリウム塩としての硼酸フッ化ベリリウムルビジウム塩（RbBe2BO3F2）と硼酸フッ化ベリリウムセシウム塩（CsBe2BO3F2）との両方化合物は、固体相合成方法により高温下で焼成されることにより獲得でき、その反応式は、下記の通りであり：
Rb2CO3＋2BeO +2BeF2+2H3BO3=2RbBe2BO3F2+CO2↑+3H2O↑
Rb2CO3＋2BeO +2BeF2+B2O3=2RbBe2BO3F2+CO2↑
Cs2CO3＋2BeO +2BeF2+2H3BO3=2CsBe2BO3F2+CO2↑+3H2O↑
Cs2CO3＋2BeO +2BeF2+B2O3=2CsBe2BO3F2+CO2↑
具体的な合成プロセスは実施例１、２を参照する。
粉末倍波効果テストをしたところで、固体相合成のRBBF、CBBF多結晶粉末がKBBFと同じ桁の粉末倍波効果を有することが分かった。
【００１７】
フラックス法により結晶成長を行い、M2CO3、B2O3、LiF、NaF、MF等のフッ化物を融剤とし、白金坩堝を容器とし、抵抗線を加熱部材とし、A1-708P型プログラマムブル自動温度制御器を利用して、成功にMBBF単結晶（M＝Rb、Cs）を成長させた。原材料の配合割合（モル比）は、RF：MBBF：M2O:B2O3=（2-4）:1:（1-1.5）：（1.5-3）（R＝Li、Na、M；M=Rb、Cs）であり、自分で製造した結晶成長炉に入れ、750℃まで温度上昇して、10時間以上恒常温度を保持し、試料を十分に混合させ、毎日1-3℃のスピードで650℃まで温度降下させて、MBBF単結晶が得られる。
【００１８】
単結晶構成テストをしたところ、両方の化合物の空間群がR32であり、単位胞パラメータは、それぞれ、RBBF：a=4.43987(3)Å、b=4.43987(3)Å、c=19.769(2)Å、α=β=90°、γ=120°、v=337.49(6)Å3、Z=3であり、CBBFの場合：a=4.4543(6)Å、b=4.4543(6)Å、c=21.279(3)Å、α=β=90°、γ=120°、v=365.63Å3、Z=3であることが確認された。その構造は、KBBFと似ており、具体的な構造は図２に示される。その構造は下記の特徴を有する：一つのルビジウム原子と三つの酸素原子と一つのフッ素原子により、一つのBeO3F四面体を構成し、二つのBeO3F四面体は一つのBO3とは、平面三角形に連接されており、酸素原子と二つのルビジウム原子又は、酸素原子と一つのルビジウム原子とボロン原子が交互に連接される平面六次元リング構造をなす。これらの平面六次元リングは、B-O結合又はBe-O結合により交差して連接され、無限の平面ネット構造を形成し、F原子は、この平面ネットの上方又は下方に位置する。この構造は、MBBFのBO3基を相互に平行に配列させ、BeO3F基は、空間配列上において、相互に上下関係に置かれ、即ち、一つのBeO3F基の中のF原子がBeO3平面上にある度、相応のBeO3F基の中のF原子がBeO3平面下にある。ですから、MBBFのマクロ倍波係数の主要貢献は、BO3基に依頼する反面、BeO3F基はマクロ倍波係数に貢献することはない。BO3基の平行配列構造は、大きいマクロ係数の生成には有利であると同時に、BO3基における酸素原子とルビジウム原子との結合により、懸架結合を無くして、MBBFの紫外吸収端を155nmほど推移させた。測定により、MBBFの紫外遮断波波長は、λ≒155nmである。
【００１９】
MBBF（M＝Rb、Cs）結晶は、マイナス単軸結晶に属し、点群は、D３であり、二つの倍波係数d11とd14とがあり、MBBFのd14が小さいので、無視してもよろしい。粉末倍波方法により、MBBF結晶はNｄ：YAGレーザ（波長λ＝1.064μｍ）の２倍波、粉末倍波効果はKBBFに相当する。
【００２０】
MBBF（M＝Rb、Cs）結晶はNd：YAGレーザ（波長λ＝1.064μｍ）の２倍波を実現でき、理論上から見て、MBBF結晶がKBBFの構造及び性能に似ているので、MBBFがNd：YAGレーザ（波長λ＝1.064μｍ）の３倍波、４倍波、５倍波、200ｎｍより短い調波出力が実現できると予想される。それで、MBBF結晶の各種非線形光学領域（調波発生器、光パラメトリックアンド増幅器デバイスと光導波路デバイス）での広範な応用が予想されるとともに、真空紫外域での非線形光学応用を開拓する。なお、MBBF結晶は空気中に潮解することがなく、希塩酸と希硝酸に溶けることもなく、融点は、略1000℃である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による硼酸フッ化ベリリウム塩非線形光学結晶及びその成長方法と用途の長所としては、結晶成長方法はもっと快速であり、得られた結晶はNd：YAGレーザの２倍波、３倍波、４倍波、５倍波、200ｎｍより短い波長の調波の出力が実現できる。それで、当該結晶の各種非線形光学領域（電光デバイス、ピロ電気素子、調波発生器、光パラメトリックアンド増幅器デバイスと光導波路デバイス）での広範な応用が予想されるとともに、真空紫外域での非線形光学応用を開拓する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、MBBF（M=Rb又はCs）結晶を倍波結晶として応用される場合の典型模式図であり、1はレーザ器であり、2と3は反射ミラーであり、4は半波長板であり、5と6はレンズグループであり、7は非線形光学結晶MBBF（M=Rb又はCs）であり、8は分散プリズムであり、ωと２ωはそれぞれ基本波と倍波である。
【図２】図２は、MBBF（M=Rb又はCs）結晶をその他の非線形光学デバイスとして応用される場合の典型模式図であり、１はレーザ器であり、２と３は反射ミラーであり、4は半波長板であり、5と6はレンズグループであり、7は非線形光学結晶MBBF（M=Rb又はCs）であり、８は分散プリズムであり、ω１とω２は基本波であり、ω１±ω２はそれぞれ和周波と差周波である。
【図３】図３は、MBBF（M=Rb又はCs）結晶の構成模式図である。
【実施例１】
【００２３】
RbBe2BO3F2合成用の原料の配合量は以下の通りである：
Rb2CO3:    57.743グラム  （0.25モル）
BeO:      12.506グラム  （0.5モル）
BeF2:      23.506グラム  （0.5モル）
H3BO3:    30.915グラム  （0.5モル）
【００２４】
具体的な操作プロセスを以下に示す：
上記質量毎に、操作ケースの中で、正確に計量して、メノウ乳鉢に入れ、均一に混合させ、細かく研磨してから、直径60mm×60mmの蓋付きの白金坩堝に入れ、ぎっしりプレスした後、マフラーに入れ（マフラーは通風ケースに放置してあり、通風ケースの排気口は水タンクにより排気される）、温度を徐々に720℃まで上げて、48時間焼成させる。分解による配合レートの変化を防止して、固体相反応を十分に進行させるように、最初の温度上昇スピードをゆっくりとさせなければいけない。室温まで下げてから、取り出して操作ケースの中で研磨を行った後、また坩堝に入れて、ぎっしりプレスして、マフラーに入れて、720℃で恒常重量まで焙焼することを反応の終点とする。X線粉末回折法により生成物の純度と質量を確認する。
【実施例２】
【００２５】
CsBe2BO3F2合成用の原料の配合量は以下の通りである：
Cs2CO3:  61.934グラム  （0.25モル）
BeO:      12.506グラム  （0.5モル）
BeF2:      23.506グラム  （0.5モル）
H3BO3:    30.915グラム  （0.5モル）
【００２６】
具体的な操作プロセスを以下に示す：
上記質量毎に、操作ケースの中で、正確に計量して、メノウ乳鉢に入れ、均一に混合させ、細かく研磨してから、直径60mm×60mmの蓋付きの白金坩堝に入れ、ぎっしりプレスした後、マフラーに入れ（マフラーは通風ケースに放置してあり、通風ケースの排気口は水タンクにより排気される）、温度を徐々に720℃まで上げて、48時間焼成させる。分解による配合レートの偏差を防止して、固体相反応を十分に進行させるように、最初の温度上昇スピードをゆっくりとさせなければいけない。室温まで下げてから、取り出して操作ケースの中で研磨を行った後、また坩堝に入れて、ぎっしりプレスして、マフラーに入れて、720℃で恒常重量まで焙焼することを反応の終点とする。X線粉末回折法により生成物の純度と質量を確認する。
以下、実施例3−11はRBBF結晶成長の実例を示す。
【実施例３】
【００２７】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり、RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.3モルのRb2CO3、0.75モルのB2O3、0.3モルのLiFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、20回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、１℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、20℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例４】
【００２８】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.6モルのRb2CO3、2モルのB2O3、1モルのLiFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分を以下溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、10回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、１℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、30℃/時間のスピードで室温まで温度降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例５】
【００２９】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、以下の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.75モルのRb2CO3、3.5モルのB2O3、1.5モルのLiFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、2℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、10℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例６】
【００３０】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、NaFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.3モルのRb2CO3、0.75モルのB2O3、0.4モルのNaFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、0.5-5℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、35℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例７】
【００３１】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、NaFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.6モルのRb2CO3、2モルのB2O3、1モルのNaFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、1.5℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、40℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例８】
【００３２】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.75モルのRb2CO3、3.5モルのB2O3、1.8モルのNaFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、2℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、30℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例９】
【００３３】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.3モルのRb2CO3、0.75モルのB2O3、0.3モルのRbFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、20回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、1℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、20℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１０】
【００３４】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.6モルのRb2CO3、2モルのB2O3、1.5モルのRbFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、10回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、1℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、5-50℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１１】
【００３５】
RBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：RBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のRBBF化合物の原料を合成して、融剤のRb2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Rb2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのRBBF又は合成された1モルのRBBF（1モルのRb2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.75モルのRb2CO3、3.5モルのB2O3、2モルのRbFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、2℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、30℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムルビジウム非線形光学結晶が得られる。
以下、実施例12-20はCBBF結晶の成長の実例を示す。
【実施例１２】
【００３６】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例２に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.3モルのCs2CO3、0.75モルのB2O3、0.3モルのLiFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、20回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、１℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、20℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１３】
【００３７】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例２に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.6モルのCs2CO3、2モルのB2O3、1モルのLiFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、10回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、１℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、5-50℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１４】
【００３８】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例２に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.75モルのCs2CO3、3.5モルのB2O3、1.5モルのLiFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、2℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、30℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１５】
【００３９】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例２に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、NaFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.3モルのCs2CO3、0.75モルのB2O3、0.4モルのNaFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、0.5-5℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、35℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１６】
【００４０】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例２に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、NaFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.6モルのCs2CO3、2モルのB2O3、1モルのNaFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、1.5℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、40℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１７】
【００４１】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.75モルのCs2CO3、3.5モルのB2O3、1.8モルのNaFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、2℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、30℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１８】
【００４２】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.3モルのCs2CO3、0.75モルのB2O3、0.3モルのCsFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、20回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、1℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、20℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例１９】
【００４３】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.6モルのCs2CO3、2モルのB2O3、1.5モルのCsFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、20℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、10回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、1℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、5-50℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例２０】
【００４４】
CBBF結晶の成長はフラックス法を採用し、自分で製造した抵抗線加熱炉を結晶成長装置とし、A1-708P型のプログラマムブル自動温度制御器を温度制御設備とする。具体的な操作プロセスは、下記の通りであり：CBBF（実施例１に得られた生成物）を選択し、又は相応のCBBF化合物の原料を合成して、融剤のCs2CO3(高温の下、実際成長に参与したのは、Cs2Oである)、B2O3、LiFを添加する。1モルのCBBF又は合成された1モルのCBBF（1モルのCs2CO3、2モルのBeO、2モルのBeF、2モルのH3BO3）の原料と、融剤としての0.75モルのCs2CO3、3.5モルのB2O3、2モルのCsFとを配合する。白金坩堝に入れ、自分で製造した抵抗線加熱炉にセットして、10℃/時間の温度上昇スピードで750℃まで上昇し、試料が十分溶融まで待ち、飽和温度以上の5−10℃まで温度降下し、シードロッドに装着されている種結晶を硼酸フッ化ベリリウム塩と融剤の高温溶液に入れると同時に、30回/分の回転数でシードロッドを回転させ、飽和温度まで降下した後、2℃/日の速度でゆっくりと温度降下させ、温度降下が終わったら、所要の結晶が得られる。結晶を液面から持ち上げ、30℃/時間のスピードで室温まで降下させ、硼酸フッ化ベリリウムセシウム非線形光学結晶が得られる。
【実施例２１】
【００４５】
MBBF結晶を倍波結晶としての応用につきまして、図１は非線形光学効果の典型的な模式図である。レーザ器１からの所定波長の基本波は、偏向方向が半波長板4により一つ方向に調節され、レーザビームは所定方向に配置されているMBBF結晶７を通過する時、射出光は周波数ωと２ωの基本波と倍波を同時に含み、分散プリズム８により両者を分離させて、倍波の出力が得られる。
【実施例２２】
【００４６】
当該MBBF結晶を使用することにより、和周波、差周波の出力が実現でき、即ち、周波数ω１とω２の二つのレーザが所定の角度と偏向方向で、当該二つの結晶を通過する時、ω１＋ω２とのω１-ω２の二つのレーザビームが得られ、こうして、3倍波、4倍波又は5倍波の調波が得られる。図２は当該非線形光学効果の典型的な模式図である。レーザ器１からの所定波長の基本波は、偏向方向が半波長板4により一つ方向に調節され、レーザビームは所定方向に配置されているMBBF結晶７を通過する時、射出光は周波数ω１と、ω２と、ω１＋ω２と、ω１-ω２との基本波と調波を同時に含み、分散プリズム８により前記波を分離させて、各種調波の出力が得られる。
【００４７】
なお、光パラメトリック発振器と光パラメトリック増幅器装置により、ポンプ波がRBBF、CBBF結晶を通過してから、RBBF、CBBF結晶の位相整合角度θを変えることにより、周波数連続調節可能なレーザビームが得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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