[發明專利]SrHgSnSe4非線性光學晶體、其制備及應用

在審

• 申請號: 201910011546.X
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109518267A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 姚吉勇;郭揚武;李壯;邢文豪
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/48;G02F1/355
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開了一種非線性光學晶體，其化學式為SrHgSnSe₄，屬正交晶系，空間群為Fdd2，其晶胞參數為：α＝β＝γ＝90°,Z＝32。該非線性光學晶體為紅外波段的非線性光學晶體，其為單晶結構，具有非線性光學效應大(同等條件下AgGaS₂的5.3倍)、透光波段寬(0.7?21μm)、硬度較大、不潮解等優點；該SrHgSnSe₄非線性光學晶體可用于制作非線性光學器件。本發明還公開了該非線性光學晶體的制備方法及應用。

技術領域

本發明涉及非線性光學晶體領域。更具體地，涉及一種SrHgSnSe₄非線性光學晶體、其制備及應用。

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)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。

因此，針對以上問題，需要提供一種新的紅外非線性光學晶體。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種非線性光學晶體，該非線性光學晶體為紅外波段的非線性光學晶體，其為單晶結構，具有非線性光學效應大(同等條件下AgGaS₂的5.3倍)、透光波段寬(0.7-21μm)、硬度較大、不潮解等優點；該SrHgSnSe₄非線性光學晶體可用于制作非線性光學器件。

本發明的第二個目的在于提供一種非線性光學晶體的制備方法。

本發明的第三個目的在于提供一種非線性光學晶體的制備方法。

本發明的第四個目的在于提供一種非線性光學晶體的應用。

為達到上述第一個目的，本發明提供一種非線性光學晶體，其化學式為SrHgSnSe₄，屬正交晶系，空間群為Fdd2，其晶胞參數為：α＝β＝γ＝90°,Z＝32。

為達到上述第二個目的，本發明提供一種上述非線性光學晶體的制備方法，該方法采用高溫熔體自發結晶法制備，將具有組成等同于SrHgSnSe₄的混合物或粉末狀SrHgSnSe₄化合物加熱至熔化完全，將得到的高溫溶液保溫后再降溫至室溫得到。

優選地，所述保溫的時間為24-96小時；所述降溫的速率為1-10℃/小時。