[發明專利]一種非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其生長方法

無效

• 申請號: 201110348274.6
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102337593A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 羅軍華;陳天亮;孫志華;金成國;洪茂椿
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/54
• 分類號: C30B29/54;C30B7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光學晶體材料及其生長方法，具體地說是涉及到一種新型有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其晶體的生長方法。

背景技術

21世紀是信息高度發展的時代，人們對信息傳輸、存貯、交換和處理的要求越來越高。電子信息傳輸方式由于其固有的缺陷，在速度、容量、空間相容性和信息檢測精度等方面都制約了電子信息系統在未來社會中的廣泛應用。為了克服電子學的瓶頸效應，采用光子替代電子進行數據的采集、存貯和加工己成為今后信息科學工程的必然發展趨勢。以光子為信息載體的光電子、光子技術在目前和未來的信息、圖像處理的許多方面都具有極為重要的作用和巨大的潛在應用，己經引起了人們廣泛的興趣和關注。非線性光學對光電子、光子技術的發展起到了不可或缺的作用，利用具有不同非線性光學效應的材料可以制造出諸如調制、開關、存儲和限幅等各種進行光信息處理的重要元器件。因而，研制與開發出新型高效的非線性光學材料將是突破當前全光技術瓶頸的關鍵。非線性光學功能晶體被廣泛應用在激光與光電子技術領域，如光纖通信、光存儲、激光加工、激光醫療、激光武器、激光核聚變等技術領域。

從紫外到近紅外波段具有優良的非線性光學性能的晶體材料有：磷酸二氫鉀（KDP），偏硼酸鋇BBO，三硼酸鋰LBO，磷酸鈦氧鉀KTP，鈮酸鋰LN，鈮酸鍶鋇BSN等。其中，無機晶體是人們最早研究和使用的一類非線性光學材料，雖然這些材料的晶體生長技術已日趨成熟，但仍存在著明顯的不足之處：如價格昂貴，易于損傷，而且只能用單晶材料工作，難以實現光學集成。有機材料雖然具有比無機晶體高1-2個數量級的非線性光學系數，大的光學損傷閡值(可達GW/cm²)，超快的響應時間(亞皮秒至飛秒)等一系列優點，但是有機材料的熱穩定性低、可重復性差和光傳播損耗大等問題仍未能完全解決。

無機一有機雜化非線性光學材料突破了傳統無機、有機材料的界限，無機一有機雜化非線性光學材料不僅兼有有機、無機材料的性能優勢，同時由于無機網絡的形成，也提高了有機分子和材料非線性性能的熱穩定性，從而實現功能復合和協同優化。1-乙基-3甲基咪唑三溴化鉛中的1-乙基-3-甲基咪唑離子與[PbBr₃]無限鏈狀結構協同形成非心結構，從而得到了性能優異的非線性光學材料，故(C₆H₁₁N₂)PbBr₃]晶體可應用于非線性光學領域，豐富了非線性光學材料的研究內容。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其晶體生長方法，其化學式為(C₆H₁₁N₂)PbBr₃。

一種有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛，其特征在于：晶體無色透明，其透過范圍為：0.35-?2.2μm，其倍頻性能與4×KDP相當。

本發明的技術方案如下：

本發明提供的1-乙基-3甲基咪唑三溴化鉛化合物的制備方法，其步驟如下：以Pb(NO₃)₂和C₆H₁₁N₂Br為原料，摩爾比為1：4，室溫下將Pb(NO₃)₂溶于水，攪拌，將1-乙基-3-甲基咪唑溴化鹽溶液加入到Pb(NO₃)₂溶液中，45℃下攪拌40min，得到的白色粉末即為1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛化合物。

本發明提供的一種有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛，其化學式為[C₆H₁₁N₂][PbBr₃]，屬于正交晶系，空間群為P2₁2₁2₁，晶胞參數為：a?=?8.208?，b?=?9.7748??，c?=?15.452??，α=?90°，β=?90°，γ=?90°，V?=?1239.74??³。

本發明提供的一種非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛的生長方法，其步驟如下：