[發明專利]非線性光學晶體碘酸鉍銣及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410058195.5
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103789831A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 黃印;陳興國;秦金貴
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C30B29/10
• 分類號: C30B29/10;C30B7/10;G02F1/355
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

本發明涉及一種無機晶體化合物及其制備方法和應用，屬于無機化學領域，也屬于材料科學領域和光學領域。

背景技術

非線性光學效應起源于激光與介質的相互作用。當激光在具有非零二階極化率的介質中傳播時，會產生倍頻、和頻、差頻、光參量放大等非線性光學效應。利用晶體的二階非線性光學效應，可以制成二次諧波發生器、頻率轉換器、光學參量振蕩器等非線性光學器件，在激光技術、大氣監測和國防軍事等眾多領域，都有著重要的應用價值。無機非線性光學材料在二階非線性光學材料的實用化研究中居主導地位。依據透光波段和適用范圍，無機二階非線性光學晶體材料可分為紫外光區非線性光學材料、可見光區非線性光學材料和紅外光區非線性光學材料。目前已投入實用的紫外及可見光區的無機非線性光學材料有β-偏硼酸鋇（BBO）、硼酸鋰（LBO）、磷酸二氫鉀（KDP）、磷酸鈦氧鉀（KTP）等，基本可以滿足大多數實用的要求。但對于紅外非線性光學材料來講，離實用還有差距。原因在于現有的紅外二階非線性光學晶體材料，如AgGaS₂、AgGaSe₂和ZnGeP₂等晶體，雖然具有很大的二階非線性光學系數，在紅外光區也有很寬的透過范圍，但合成條件苛刻，不容易生長光學質量高的大單晶，特別是損傷閾值較低，因而不能滿足二階非線性光學晶體材料的實用化要求。而實現紅外激光的頻率轉換又在國民經濟、國防軍事等領域有著重要的價值，如實現連續可調的分子光譜，拓寬激光輻射波長的范圍，開辟新的激光光源等。因而尋找高激光損傷閾值的紅外無機非線性光學材料的研究已成為當前非線性光學材料研究領域的一個重要課題。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種透光波段較寬、二階非線性光學系數較大、能夠實現相位匹配、容易制備且穩定性較好的無機晶體化合物及其制備方法。

本發明的另一目的在于提供所述的無機晶體化合物作為二階非線性光學晶體材料的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種無機晶體化合物，分子式為Rb₂BiI₅O₁₅。

所述的無機晶體化合物，其晶體空間群為Abm2。

一種制備所述無機晶體化合物的方法，包括以下步驟：將摩爾比為6：6~12：1~2：6~12的RbIO₄、RbCl、Bi₂O₃和H₅IO₆加入水熱反應釜內，再加入蒸餾水至RbIO₄的最終濃度為2?mol/L；將密閉的水熱反應釜放入馬弗爐內，加熱至225-230°C，恒溫反應4~6天再降溫至室溫；反應結束后，將產物置于超聲清洗器中用蒸餾水洗滌，過濾，然后用乙醇沖洗，即得到無機晶體化合物Rb₂BiI₅O₁₅。

所述的降溫方式為自然降溫或以2~6?°C/h的速率降溫。

所述的無機晶體化合物作為二階非線性光學晶體材料的應用。

本發明制備Rb₂BiI₅O₁₅的反應方程式如下所示：

RbIO₄+RbCl+Bi₂O₃+H₅IO₆????Rb₂BiI₅O₁₅

本發明制得的無機晶體化合物具有以下優點和有益效果：

1.?本發明制得的無機晶體化合物具有較大的倍頻效應（SHG），Kurtz粉末倍頻測試結果表明其粉末倍頻效應大約為磷酸二氫鉀（KDP）的3倍；

2.?本發明制得的無機晶體化合物在可見光區和中紅外光區有很寬的透過范圍，粉末的紅外透光范圍達到12微米；

3.?本發明制得的無機晶體化合物不含結晶水，對空氣穩定，不潮解，且熱穩定性較好，能夠實現相位匹配；

4.?本發明利用水熱制備法，具有操作簡單、原料利用率高、實驗條件溫和以及產品純度高等優點。

附圖說明

圖1為本發明Rb₂BiI₅O₁₅的晶體結構圖；