[发明专利]BaGa4Se7化合物、BaGa4Se7非线性光学晶体及制法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种BaGa₄Se₇化合物、BaGa₄Se₇的非线性光学晶体(BaGa₄Se₇单晶) 及该BaGa₄Se₇单晶的制备方法和该BaGa₄Se₇单晶用于制作的非线性光学器件的用 途。

背景技术

具有非线性光学效应的晶体称为非线性光学晶体。这里非线性光学效应是指倍 频、和频、差频、参量放大等效应。只有不具有对称中心的晶体才可能有非线性光 学效应。利用晶体的非线性光学效应，可以制成二次谐波发生器，上、下频率转换 器，光参量振荡器等非线性光学器件。激光器产生的激光可通过非线性光学器件进 行频率转换，从而获得更多有用波长的激光，使激光器得到更广泛的应用。根据材 料应用波段的不同，可以分为紫外光区、可见和近红外光区、以及中红外光区非线 性光学材料三大类。可见光区和紫外光区的非线性光学晶体材料已经能满足实际应 用的要求；如在二倍频(532nm)晶体中实用的主要有KTP(KTiOPO₄)、BBO(β-BaB₂O₄)、 LBO(LiB₃O₅)晶体；在三倍频(355nm)晶体中实用的有BBO、LBO、CBO(CsB₃O₅)可供选 择。而红外波段的非线性晶体发展比较慢；红外光区的材料大多是ABC₂型的黄铜矿 结构半导体材料，如AgGaQ₂(Q＝S，Se，Te)，红外非线性晶体的光损伤阈值太低和晶 体生长困难，直接影响了实际使用。中红外波段非线性光学晶体在光电子领域有着 重要的应用，例如它可以通过光参量振荡或光参量放大等手段将近红外波段的激光 (如1.064μm)延伸到中红外区；也可以对中红外光区的重要激光(如CO₂激光，10.6 μm)进行倍频，这对于获得波长连续可调的激光具有重要意义。因此寻找优良性能 的新型红外非线性光学晶体材料已成为当前非线性光学材料研究领域的难点和前沿 方向之一。

发明内容

本发明目的在于提供一种化学式为BaGa₄Se₇的化合物。

本发明另一目的在于提供一种BaGa₄Se₇非线性光学晶体。

本发明再一目的在于提供BaGa₄Se₇非线性光学晶体的制备方法。

本发明还有一个目的在于提供BaGa₄Se₇非线性光学晶体的用途。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种化学式为BaGa₄Se₇的化合物。

本发明提供的BaGa₄Se₇化合物的制备方法，其步骤如下：

将Ba源材料、Ga源材料和单质Se按照摩尔比Ba∶Ga∶Se＝1∶4∶7的比例配料 并混合均匀后，加热至800-950℃进行固相反应(原则上，采用一般化学合成方法 都可以制备BaGa₄Se₇化合物；本发明优选固相反应法)，得到化学式为BaGa₄Se₇的化 合物；

所述Ba源材料为钡单质或硒化钡；

所述Ga源材料为稼单质或三硒化二稼。

所述加热进行固相反应的步骤是：将上述配料研磨之后装入石英管中，对石英 管抽真空至10^-3pa并进行熔化封装，放入马弗炉中，以10-50℃/小时的速率升温至 800-950℃，恒温48小时，待冷却后取出样品；对取出的样品重新研磨混匀再置于 石英管中抽真空至10^-3pa并进行熔化封装，再放入马弗炉内升温至800-950℃烧结 24小时；将样品取出，并捣碎研磨得粉末状BaGa₄Se₇化合物。

所述BaGa₄Se₇化合物可按下述化学反应式制备：