[發明專利]化合物砷酸碲鋅鍶和砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體的制備方法和用途

在審

• 申請號: 201910793940.3
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN112442737A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 俞洪偉;錢震;吳紅萍
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B11/00;C30B15/00;G02F1/355
• 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

化合物砷酸碲鋅鍶和砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體的制備方法和用途，化合物砷酸碲鋅鍶及砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體化學式均為Sr₃Zn₃TeAs₂O₁₄，晶體屬三方晶系，空間群P321，晶胞參數為分子量960.47，其粉末倍頻效應約為2倍KDP(KH₂PO₄)。化合物砷酸碲鋅鍶采用固相反應法合成，砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體采用高溫熔液法或者提拉法生長，該砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體機械硬度大，易于切割、拋光加工和保存，在制備倍頻發生器、上頻率轉換器、下頻率轉換器或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

本發明涉及化學式為Sr₃Zn₃TeAs₂O₁₄的化合物砷酸碲鋅鍶及砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體，晶體的制備方法和利用該晶體制作的非線性光學器件。

背景技術

探索倍頻效應大、透過波段寬、光損傷閾值大、物化性能穩定的新型非線性光學晶體，一直是激光變頻領域的熱點話題。目前主要非線性光學材料有：β-BaB₂O₄(BBO)晶體、LiB₃O₅(LBO)晶體、CsB₃O₅(CBO)晶體、CsLiB₆O₁₀(CLBO)晶體和KBe₂BO₃F₂(KBBF)晶體。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：如晶體易潮解、生長周期長、層狀生長習性嚴重及價格昂貴等。因此，尋找新的非線性光學晶體材料仍然是一個非常重要而艱巨的工作。為彌補以上非線性光學晶體的不足，各國科學家仍舊在極力關注著各類新型非線性光學晶體的探索和研究，不僅注重晶體的光學性能和機械性能，而且越來越重視晶體的制備特性。

砷酸鹽晶體是重要的半導體材料、中紅外材料，其性能受到廣泛的關注，在光學領域、軍事探索及激光醫療等領域有較為廣泛的應用。由于其帶隙較大，激光損傷閾值較高，物化性能穩定，利于獲得較強的非線性光學效應，是新型中紅外非線性光學晶體的理想選擇。

發明內容

本發明目的在于提供化合物砷酸碲鋅鍶及砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體，化學式均為Sr₃Zn₃TeAs₂O₁₄；

本發明另一目的在于提供采用固相反應法合成化合物砷酸碲鋅鍶及高溫熔液法或者提拉法生長砷酸碲鋅鍶非線性光學晶體的制備方法；

本發明再一個目的是提供砷酸碲鋅鍶非線性光學器件的用途，用于制備倍頻發生器、上或下頻率轉換器或光參量振蕩器。

本發明的技術方案如下：

本發明提供的化合物砷酸碲鋅鍶，其化學式為Sr₃Zn₃TeAs₂O₁₄；制備過程包括：將含鍶化合物、含鋅化合物、含碲化合物、含砷化合物原料混合均勻，研磨后放入馬弗爐中，預燒排除原料中的水分和氣體，冷卻至室溫，取出研磨之后放入馬弗爐中煅燒，制得化合物砷酸碲鋅鍶；

所述含鍶化合物包括有碳酸鍶、硝酸鍶、氧化鍶、醋酸鍶或草酸鍶中的至少一種；

所述含鋅化合物包括硝酸鋅、碳酸鋅、氧化鋅或醋酸鋅中的至少一種；

所述含碲化合物為二氧化碲、三氧化碲、碲酸、亞碲酸中的至少一種；

所述砷化物包括五氧化二砷或砷酸鹽(砷酸、亞砷酸、焦砷酸)中的至少一種；

其采用固相反應法可按下列化學反應式制備砷酸碲鋅鍶化合物: