[發明專利]化合物氯硼酸鉛鋇和氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201210081872.6
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN103361725A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 潘世烈;董孝宇;史云晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B9/12;G02F1/355;G02F1/37;G02F1/39;C01B35/00
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及一種化合物氯硼酸鉛鋇和氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體及制備方法和用途。

背景技術

非線性光學材料晶體廣泛應用于激光頻率轉換、四波混頻、光束轉向、圖象放大、光信息處理、光存儲、光纖通訊、水下通訊、激光對抗及核聚變等研究領域。隨著激光技術的不斷發展，尋找能夠應用到紫外甚至深紫外區域的激光倍頻晶體一直是科學界研究非線性光學晶體的熱點。

在不斷研究與探索非線性光學晶體材料中，硼酸鹽系列化合物受到了極大的關注。在硼酸鹽晶體中，由于B原子與O原子既能發生三配位構型形成BO₃，又能發生四配位構型形成BO₄，可供選擇的種類繁多，基于此理論設計和合成出了許多性能優越的非線性光學材料，如β-BaB₂O₄(BBO)，LiB₃O₅(LBO)，CsB₃O₅(CBO)，CsLiB₆O₁₀(ClBO)，Sr₂B₂Be₂O₇(SBBO)，K₂Al₂B₂O₇(KABO)。紫外波段的倍頻轉換晶體研究最早的是KB5，雖然它的透過波段可以達到真空紫外區，但是他的倍頻系數甚小。同時在研究中發現當硼酸鹽與鹵素原子相結合后對材料的非線性光學系數有著明顯的提升。一些研究較為深入的鹵化硼酸鹽如氟鈹硼酸鉀KBe₂BO₃F₂(KBBF)，溴硼酸鉀K₃B₆O₁₀Br，氯硼酸鉀K₃B₆O₁₀Cl，其中KBBF已經得到了廣泛的應用。

根據當前無機非線性光學晶體材料發展情況，對新型無機非線性光學晶體不僅要求具有大的倍頻系數，而且還要求它的綜合性能參數好，同時易于生成優質大尺寸體塊晶體，這就需要進行大量系統而深入的研究工作。

發明內容：

本發明目的在于為解決應用于全固態激光系統的非線性光學材料的需要，提供一種新型含鹵素的化合物氯硼酸鉛鋇，該化合物的化學式為Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量為1038.28。

本發明另一目的是提供一種氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體，該晶體的化學式為Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量為1038.28，空間群為C222₁，晶胞參數為Z＝4，

本發明再一個目的是提供采用固相反應法合成化合物及助熔劑法生長氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體的制備方法。

本發明又一個目的是提供一種氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體的用途。

本發明所述的一種化合物氯硼酸鉛鋇，該化合物化學式為Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量為1038.28，采用固相反應法合成化合物。

一種氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體，該晶體的化學式為Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量為1038.28，空間群為C222₁，晶胞參數為Z＝4，

所述的化合物氯硼酸鉛鋇非線性光學晶體的制備方法，采用固相反應法合成化合物及助熔劑法生長其晶體，具體操作步驟按下列進行：

a、將含鉛化合物、含鋇化合物、含硼化合物和含氯化合物按摩爾比2∶3∶3∶1稱取放入研缽中，混合并仔細研磨，裝入剛玉坩堝，放入馬弗爐中，緩慢升溫至200℃，恒溫3小時，冷卻至室溫研磨均勻，緩慢升溫至500℃，盡量將氣體排干凈，待冷卻后取出坩堝，將樣品研磨均勻，再置于坩堝中，將馬弗爐升溫至607℃，恒溫36小時后將樣品取出，放入研缽中搗碎研磨即得氯硼酸鉛鋇化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末進行X射線分析，所得X射線譜圖與成品Pb₂Ba₃B₃O₉Cl單晶研磨成粉末后X射線譜圖是一致的；