[發明專利]一種雜陰離子非線性光學材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010018498.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111118607B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 黃富強;車相立;王陽;駱夢家
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B9/12;G02F1/355
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明涉及一種雜陰離子非線性光學材料及其制備方法和應用，所述雜陰離子非線性光學材料的化學式為Sr₄Pb_1.5Sb₅O₅Se₈，是位于Cm空間群的單斜化合物。

技術領域

本發明涉及一種雜陰離子非線性光學材料及其制備方法和應用，屬于材料制備領域。

背景技術

非線性光學晶體材料是指具有頻率轉換效應、電光效應和光折變效應等的晶體材料。當光通過晶體傳播時，光電場與晶體相互作用，會引起晶體的電極化，從而產生極化場，而隨時間變化的極化場又會產生輻射光。當光強不大時，極化場強與光電場強呈線性關系，當激光光強時，極化系數的二次非線性項就不可被忽略。在二次非線性系數作用下，非線性極化場產生的輻射光不再是原來入射光的頻率，波長發生改變，從而可以實現非線性光學效應下的激光頻率轉換。非線性光學晶體材料是材料科學的一個重要組成部分。研究性能可靠的非線性光學晶體材料，利用其雙折射相位匹配技術實現激光轉換，將其他波段的成熟技術的光轉換為特殊波段的激光輸出具有重要意義。除了頻率轉換之外，非線性光學材料在信號傳輸、光信息存儲、和光電對抗等激光領域也有重要應用。如今非線性光學材料的研究已成為當前國際功能材料等領域中的一個研究熱點。

1960年，T.M.Maiman研究成功了世界上第一臺紅寶石(Cr³⁺:Al₂O₃)脈沖激光器；1961年，P.A.Franken將紅寶石激光入射水晶(α-SiO₂)，首次發現了晶體所產生的倍頻效應。從此，開辟了非線性光學及其材料發展的新紀元。

目前無論在理論上還是應用上都有許多問題存在，但其潛在的巨大的商業應用前景和微觀機理引起了人們廣泛的興趣，表明其理論和應用上具有較大的研究價值。

為此，本發明的目的在于提供一個具有非線性光學效應的雜陰離子非線性光學性材料及其制備方法和應用。

發明內容

一方面，本發明提供了一種雜陰離子非線性光學材料，所述雜陰離子非線性光學材料的化學式為Sr₄Pb_1.5Sb₅O₅Se₈，是位于Cm空間群的單斜化合物。

非線性光學晶體是調節激光頻率的最關鍵部件。本發明制備的雜陰離子非線性光學材料的化學式為Sr₄Pb_1.5Sb₅O₅Se₈，為單斜晶系，屬于非中心對稱結構，使其具有非線性光學效應。且該化合物顏色為黑色。該化合物的晶體結構可以清楚地分為兩個結構功能區。該結構是由許多_∞²[Pb₂Sb₄Se₉]^2-層堆疊而成，一些陰離子Sr²⁺、_∞¹[SbO₃]^3-和SbO₂^-分散在層間將相鄰的層隔開。_∞²[Pb₂Sb₄Se₉]^2-層是由Pb、Sb分別與Se組成的扭曲八面體相互共邊排列構成，而這些扭曲的八面體的有序排列可以導致結構中的極性，這是所觀察到的二次諧波(SHG)響應的原因。

另一方面，本發明還提供了一種上述雜陰離子非線性光學材料的制備方法，包括：

按照所述雜陰離子非線性光學材料的化學計量比稱取原料SrSe、Pb、Sb₂O₃和Sb₂Se₃并混合，得到原料粉體；