本发明涉及一羟基硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途，利用该晶体制作的非线性光学器件。本发明属于无机化学领域，也属于材料科学领域和光学领域。
背景技术：
1、以非线性光学材料为核心部件的紫外/深紫外(uv/duv)激光器件是精密加工、半导体产业、信息存储等方面的一个重要组成部分，这也使得紫外/深紫外光学材料具有至关重要的科学研究价值。特别是在深紫外范围内，对潜在的非线性光学晶体具有严苛的要求，它们要有较宽的透过范围(<200nm)，大的倍频系数，合适的双折射率，较大的损伤阈值，容易生长而且化学稳定性要好。
2、非线性光学的实验工作最早是由franken等人在1961年报道的，他报道了在石英中的二次谐波产生(shg)。目前，经shg修饰的激光被用于激光指示器、光信号处理、光存储、光子器件等不同的应用中，这些应用利用该技术通过红外区二极管泵浦钕固态激光的输入产生波长更短的光。
3、非线性光学性质最初是在无机材料中观察到的，现在它们是大多数光学器件的组成部分。如铌酸锂，linbo3正被用于电光调制器；类似地，许多其他应用包括光调制、移频、光交换和信息处理。因此，根据目前的研究现状和发展，非线性光学材料不仅在目前的情况下很重要，而且被认为是未来工业和技术应用的关键贡献者。
4、随着发展，越来越多的硼酸盐晶体结构被解析出来。目前，国际上已经具有重要应用前景的紫外非线性光学晶体都是硼酸盐，如β-bbo、lbo、csb3o5(cbo)、cslib6o10(clbo)等。其中，lbo、β-bbo晶体主要用于nd：yag激光三倍频(355nm)，β-bbo、clbo晶体可用于四倍频(266nm)，这些波长区域的非线性光学晶体材料已能基本满足需求。此外，我国首先生长出了kbe2bo3f2(kbbf)晶体，并发明了kbbf晶体的棱镜耦合技术，使kbbf晶体成为目前世界上唯一能够实现短波长直接六倍频(177.3nm)输出的晶体。但是，kbbf晶体具有明显的层状习性，目前只能获得几个毫米厚度的单晶，严重限制了晶体更广泛的应用。此外，kbbf晶体原料中含有剧毒物质be，在材料制备过程中需要严苛的安全防护措施。因此，努力开发出性能更好、匹配波段更短的有实用性的新的非线性光学晶体。
5、随着研究的发展，在开发新型非线性光学晶体的同时，不仅希望新晶体材料的性能优异，也希望合成成本及合成难度较低。在合成策略上，在硼氧框架中引入碱金属阳离子以提高其性能，阴离子以硼氧功能基元为基础，其带隙较大，激光损伤阈值较高，利于获得较强的非线性光学效应；b-o键利于宽波段光透过。阳离子选择碱金属离子，其在紫外区无d0电子的跃迁，有利于紫外透过。
6、本发明合成的一羟基硼酸钾非线性光学晶体所要解决的问题是提供一种透光波段较宽，二阶非线性光学系数较大，容易制备且稳定性较好的无机深紫外一羟基硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，为了弥补各类激光器发射激光波长的空白光谱区，提供一种一羟基硼酸钾k2b5o8(oh)非线性光学晶体；该晶体的分子式为k2b5o8(oh)，分子量为277.26，属于正交晶系，空间群为pca21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,
2、本发明的另一目的是提供一种使用水热法操作简便的制备一羟基硼酸钾(k2b5o8(oh))非线性光学晶体的方法；
3、本发明的又一目的是提供一羟基硼酸钾(k2b5o8(oh))非线性光学晶体的性能分析；
4、本发明的再一目的是提供一羟基硼酸钾(k2b5o8(oh))非线性光学器件的用途。
5、本发明所述的一种一羟基硼酸钾非线性光学晶体，该晶体的分子式为k2b5o8(oh)，分子量为277.26，属于正交晶系，空间群为pca21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,
6、所述一羟基硼酸钾非线性光学晶体的制备方法，采用水热法制备晶体，具体操作按下列步骤进行：
7、a、按摩尔比1:1.5将kbo2和h3bo3或kbf4和h3bo3加入到体积为23ml的高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中旋紧盖子，使其充分混合均匀；
8、b、将步骤a中聚四氟乙烯内衬装入相应体积的干净无污染的高压反应釜中，将反应釜活塞旋紧；
9、c、将步骤b中的高压反应釜放置在恒温箱内，以50-73℃/h的速率升温至220℃，恒温3天，再以1℃/h的降温速率或自然冷却至室温；
10、d、打开高压反应釜，取出样品，经x射线单晶衍射仪解析确定得到透明的k2b5o8(oh)非线性光学晶体。
11、所述一羟基硼酸钾非线性光学晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
12、本发明所述的一羟基硼酸钾非线性光学晶体，其紫外截止边在200nm以下，非线性光学效应约为kdp的2倍，空间群为pca21，此晶体制备简单，生长周期短，所使用的起始原料毒性低对人体毒害小。
13、本发明所用的方法为水热法，即将起始原料按照比例混合后，在温度范围内通过密封的反应釜中高温高压反应，通过程序降温或恒温的方法即可得到透明的一羟基硼酸钾非线性光学晶体。
14、本发明所述的一羟基硼酸钾非线性光学晶体，采用水热法按下列化学反应式制备晶体：
15、(1)2kbo2+3h3bo3→k2b5o8(oh)+4h2o；
16、(2)2kbf4+3h3bo3→k2b5o8(oh)+8hf↑。
17、本发明所述的一羟基硼酸钾非线性光学晶体及其制备方法和用途，具有晶体透明，操作简单，成本低等优点。用于制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器的用途。
18、所述的一羟基硼酸钾非线性光学晶体制作的非线性器件包含将透过至少一束入射基波光产生至少一束频率不同于入射光的相干光。
19、所述一羟基硼酸钾非线性光学晶体对光学加工精度无特殊要求。
1.一种一羟基硼酸钾非线性光学晶体，其特征在于该晶体的分子式为k2b5o8(oh)，分子量为277.26，属于正交晶系，空间群为pca21，晶胞参数为a = 8.5523(8) å, b = 7.3326(7) å, c = 12.9739(10) å, α = β = γ = 90°, v=813.60(13) å3。
2.根据权利要求1所述的一羟基硼酸钾非线性光学晶体的制备方法，其特征在于采用水热法制备晶体，具体操作按下列步骤进行：
3.根据权利要求1所述的一羟基硼酸钾非线性光学晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
