[發明專利]化合物鉛硼氧碘和鉛硼氧碘非線性光學晶體及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201910452477.6
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110129876B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 俞洪偉;周金杰;吳紅萍;胡章貴
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G02F1/355
• 分類號: G02F1/355;C01B35/12;C30B7/10;C30B29/12
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 張海青

本發明涉及一種化合物鉛硼氧碘和鉛硼氧碘非線性光學晶體及制備方法和用途，該化合物化學式為Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量為2693.14，采用水熱法制備，所得產物直接為晶體；該晶體的分子式為Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量為2693.14，屬于單斜晶系，空間群為Cc，采用水熱法即得到鉛硼氧碘非線性光學晶體。該晶體非線性光學效應為KDP晶體的0.1倍，透光波段361nm至2600nm。該晶體生長過程具有操作簡單，成本低，所用的試劑為無機原料，毒性低，生長周期短，物化性質穩定等優點。通過本發明所述方法獲得的鉛硼氧碘非線性光學晶體在倍頻轉換、光參量振蕩器等非線性光學器件中得到廣泛應用。

技術領域

本發明涉及一種化合物鉛硼氧碘和鉛硼氧碘非線性光學晶體及制備方法和用途，屬于無機化學領域，也屬于材料科學領域和光學領域。

技術背景

非線性光學及其晶體材料的發展與激光技術的發展密切相關。在激光技術中，直接利用激光晶體所能獲得的激光波段有限，利用非線性光學晶體進行頻率轉換，可以將全固態激光器輸出的激光轉換成新波段激光，從而大大拓展激光器的應用范圍，在激光技術領域有巨大的應用前景和經濟價值。正因如此非線性光學材料也是光電子產業的物質基礎，是固體激光技術、光通信與信息處理等領域發展的重要支柱，

到目前為止，非線性光學材料已由無機拓展到有機，有塊體發展到薄膜、纖維和超晶格材料。經過幾十年探索，國內外研究者已發現一系列性能優異的非線性光學材料，如KDP，KB5，β-BBO、LBO、CBO、LN和KTP等，已進行規模化生產并獲得了廣泛應用。但是這些材料在生長技術和應用上還有這一定的限制：如KDP和KB5激光損傷閾值不高，溶于水；β-BBO在生長過程中存在相變；CBO易潮解等等。而隨著激光技術的發展，激光光源進一步向深紫外、紫外和紅外波段拓展，這大大提高了對綜合性能優異的非線性光學晶體的需求，因此，探索新型非線性光學晶體材料已成為國內外的研究熱點。

本發明所要解決的問題是提供一種透光波段較寬，有二階非線性光學效應，能夠實現相位匹配，容易制備且穩定性較好的化合物鉛硼氧碘非線性光學晶體材料及其制備方法和用途。

發明內容

為解決全固態激光系統對具有非線性光學效應的晶體材料的需要，本發明的另一目的是提供一種化合物鉛硼氧碘非線性光學晶體，該晶體化學式為Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量為2693.14，屬于單斜晶系，空間群為Cc，單胞參數為β＝115.658(1)°，Z＝4；

本發明的又一目的是提供化合物鉛硼氧碘非線性光學晶體的用途。

本發明所述的一種化合物鉛硼氧碘非線性光學晶體，該晶體的分子式為Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量為2693.14，屬于單斜晶系，空間群為Cc，單胞參數為β＝115.658(1)°，Z＝4。

所述化合物鉛硼氧碘非線性光學晶體的制備方法，采用水熱法制備晶體，具體操作按下列步驟進行：

a、將PbO加入到體積為25-125mL的高壓反應釜的聚四氟乙烯內襯中，加入H₃BO₃，再加入KI，最后加入去離子水4-50mL，使其充分混合均勻，得到混合液，其中PbO、H₃BO₃和KI摩爾比為6-12:1-4:1-4；