本技术属于稀土磷酸盐化合物技术领域，具体涉及一种磷酸盐非线性光学晶体及其制备方法和应用。本发明提供了一种磷酸盐非线性光学晶体，所述磷酸盐非线性光学晶体的化学式如式1所示。本发明提供的两种晶体的化学式分别为Y(PO＆lt;subgt;3＆lt;/subgt;)＆lt;subgt;3＆lt;/subgt;和Lu(PO＆lt;subgt;3＆lt;/subgt;)＆lt;subgt;3＆lt;/subgt;，分子量分别为325.82与411.88，两个晶体均结晶于单斜晶系的Cc空间群。本发明提供了上述技术方案所述的磷酸盐非线性光学晶体的制备方法。本发明提供的两种磷酸盐非线性光学晶体的单晶易于生长、易于切割、易于研磨、易于抛光和易于保存，在空气中稳定，不易潮解，不溶于水；同时光学性能优异，可作为紫外‑可见非线性光学晶体在全固态激光器中应用。
背景技术
功能性材料构成了人类生存和发展的物质基石，它们在我们生产和生活的各个领域中扮演着关键角色。随着社会经济的快速进步，对材料的需求日益增长，同时，对其功能性和质量的要求也变得更为严格。非线性光学(NLO)晶体材料是光电功能晶体材料中的一个分支，非线性光学晶体材料又分为天然生长与人工生长，自然界中的红宝石和石英便是天然的NLO晶体材料。对于人工非线性光学晶体材料，在过去的几十年里通过实验的生长，获得了一批已商业化的晶体材料，包括β-BaB2
O4
(β-BBO)、LiB3
O5
(LBO)、KBe2
BO3
F2
(KBBF)、KH2
PO4
(KDP)、KTiOPO4
(KTP)、AgGaS2
(AGS)等。这些晶体被广泛的应用于国防激光通讯、医疗检测器械、固态激光器等领域。在可见光区域使用的线性/非线性光学晶体需求现在已基本得到满足，但是紫外(波长低于400nm)和深紫外(200nm以下)波段的线性/非线性光学晶体还远远不能满足需求。紫外/深紫外相干光在新兴光电子产业，例如半导体光刻、激光微加工和现代科学仪器中的需求日益迫切，因此，探索具有短的截止边、宽的相位匹配区间、大的倍频响应系数、适中的双折射率以及好的化学稳定性和热稳定性、不潮解及易于加工的新型NLO晶体仍然是该领域面临的难题。
近年来，许多性能优异的磷酸盐化合物被合成出来，例如AM2
(PO3
)5
(A＝K,Rb,Cs；M＝Ba)、Ba3
P3
O10
X(X＝Cl,Br)、RbNaMgP2
O7
、Na3
Sc2
(PO4
)2
F3
、KLa(PO3
)3
、La(PO3
)3
等，尽管如此，磷酸盐非线性光学晶体材料仍存在各自的不足之处，如倍频效应和双折射率小是磷酸盐面临的最重要的问题。为了得到倍频与双折射率合适的紫外磷酸盐非线性光学晶体材料，可以在其中引入具有立体化学活性孤对电子的阳离子或π共轭阴离子基团，但d0
阳离子以及含孤对电子的阳离子的引入通常会导致较为严重的波段红移。
近年来，将稀土元素引入到阴离子体系中，设计和合成结构新颖、具有特定光学性能的稀土晶体引起了广泛关注。稀土元素有以下几点优势：(1)稀土原子的价电子层结构复杂，其化学活泼性仅次于碱金属和碱土金属；(2)以+3价阳离子稳定存在，且稀土元素半径相似，常可以通过阳离子调控形成新的化合物；(3)稀土阳离子可以形成较大配位的多面体，这对优化光学各向异性具有一定作用；(4)有八种具有闭壳或近闭壳电子构型的离子分别为Sc3+
、Y3+
、La3+
、Gd3+
、Ce3+
(Ce4+
)、Eu3+
及Yb3+
、Lu3+
，这种结构有利于晶体对紫外及深紫外光的透过；(5)稀土元素的电负性也较强，当与氧原子配位时，能增强目标化合物的离子性质，从而增大带隙。因此，稀土磷酸盐的合成是设计优异非线性光学材料的有效手段。
但是，目前现有技术中稀土磷酸盐的非线性光学晶体研究工作相对较少，且单晶生长困难。随着光电子器件需求的增加，需要具有综合性能的新型多功能晶体材料，亟需设计合成新型非线性光学材料。
实现思路