[發明專利]BaGa2SiSe6化合物、BaGa2SiSe6非線性光學晶體及制法和用途

有效

• 申請號: 201110294721.4
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103030146A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 姚吉勇;尹文龍;馮凱;梅大江;傅佩珍;吳以成
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C01B33/00
• 分類號: C01B33/00;G02F1/355
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇;楊小蓉

技術領域

本發明涉及一種BaGa₂SiSe₆化合物、BaGa₂SiSe₆的非線性光學晶體(BaGa₂SiSe₆單晶)及該BaGa₂SiSe₆單晶的制備方法和該BaGa₂SiSe₆單晶用于制作的非線性光學器件的用途。

背景技術

具有非線性光學效應的晶體稱為非線性光學晶體。這里非線性光學效應是指倍頻、和頻、差頻、參量放大等效應。只有不具有對稱中心的晶體才可能有非線性光學效應。利用晶體的非線性光學效應，可以制成二次諧波發生器，上、下頻率轉換器，光參量振蕩器等非線性光學器件。激光器產生的激光可通過非線性光學器件進行頻率轉換，從而獲得更多有用波長的激光，使激光器得到更廣泛的應用。根據材料應用波段的不同，可以分為紫外光區、可見和近紅外光區、以及中紅外光區非線性光學材料三大類。可見光區和紫外光區的非線性光學晶體材料已經能滿足實際應用的要求；如在二倍頻(532nm)晶體中實用的主要有KTP(KTiOPO₄)、BBO(β-BaB₂O₄)、LBO(LiB₃O₅)晶體；在三倍頻(355nm)晶體中實用的有BBO、LBO、CBO(CsB₃O₅)可供選擇。而紅外波段的非線性晶體發展比較慢；紅外光區的材料大多是ABC₂型的黃銅礦結構半導體材料，如AgGaQ₂(Q＝S，Se，Te)，紅外非線性晶體的光損傷閾值太低和晶體生長困難，直接影響了實際使用。中紅外波段非線性光學晶體在光電子領域有著重要的應用，例如它可以通過光參量振蕩或光參量放大等手段將近紅外波段的激光(如1.064μm)延伸到中紅外區；也可以對中紅外光區的重要激光(如CO₂激光，10.6μm)進行倍頻，這對于獲得波長連續可調的激光具有重要意義。因此尋找優良性能的新型紅外非線性光學晶體材料已成為當前非線性光學材料研究領域的難點和前沿方向之一。

發明內容

本發明目的在于提供一種化學式為BaGa₂SiSe₆的化合物。

本發明另一目的在于提供一種BaGa₂SiSe₆非線性光學晶體。

本發明再一目的在于提供BaGa₂SiSe₆非線性光學晶體的制備方法。

本發明還有一個目的在于提供BaGa₂SiSe₆非線性光學晶體的用途。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種化學式為BaGa₂SiSe₆的化合物。

本發明提供的BaGa₂SiSe₆化合物的制備方法，其步驟如下：

將含Ba物質、含Ga物質、含Si物質和單質Se按照摩爾比Ba∶Ga∶Si∶Se＝1∶2∶1∶6的比例配料并混合均勻后，加熱至750-950℃進行固相反應(原則上，采用一般化學合成方法都可以制備BaGa₂SiSe₆化合物；本發明優選固相反應法)，得到化學式為BaGa₂SiSe₆的化合物；所述含Ba物質為鋇單質或硒化鋇；所述含Si物質為硅單質或二硒化硅；所述含Ga物質為鎵單質或三硒化二鎵。

所述加熱進行固相反應的步驟是：將上述配料研磨之后裝入石英管中，對石英管抽真空至10^-3pa并進行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-60℃/小時的速率升溫至750-950℃，恒溫48小時，待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10^-3pa并進行熔化封裝，再放入馬弗爐內升溫至700-950℃燒結24小時；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀BaGa₂SiSe₆化合物。

所述BaGa₂SiSe₆化合物可按下述化學反應式制備：