[发明专利]化合物氯硼酸铅钡和氯硼酸铅钡非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物氯硼酸铅钡和氯硼酸铅钡非线性光学晶体及制备方法和用途。

背景技术

非线性光学材料晶体广泛应用于激光频率转换、四波混频、光束转向、图象放大、光信息处理、光存储、光纤通讯、水下通讯、激光对抗及核聚变等研究领域。随着激光技术的不断发展，寻找能够应用到紫外甚至深紫外区域的激光倍频晶体一直是科学界研究非线性光学晶体的热点。

在不断研究与探索非线性光学晶体材料中，硼酸盐系列化合物受到了极大的关注。在硼酸盐晶体中，由于B原子与O原子既能发生三配位构型形成BO₃，又能发生四配位构型形成BO₄，可供选择的种类繁多，基于此理论设计和合成出了许多性能优越的非线性光学材料，如β-BaB₂O₄(BBO)，LiB₃O₅(LBO)，CsB₃O₅(CBO)，CsLiB₆O₁₀(ClBO)，Sr₂B₂Be₂O₇(SBBO)，K₂Al₂B₂O₇(KABO)。紫外波段的倍频转换晶体研究最早的是KB5，虽然它的透过波段可以达到真空紫外区，但是他的倍频系数甚小。同时在研究中发现当硼酸盐与卤素原子相结合后对材料的非线性光学系数有着明显的提升。一些研究较为深入的卤化硼酸盐如氟铍硼酸钾KBe₂BO₃F₂(KBBF)，溴硼酸钾K₃B₆O₁₀Br，氯硼酸钾K₃B₆O₁₀Cl，其中KBBF已经得到了广泛的应用。

根据当前无机非线性光学晶体材料发展情况，对新型无机非线性光学晶体不仅要求具有大的倍频系数，而且还要求它的综合性能参数好，同时易于生成优质大尺寸体块晶体，这就需要进行大量系统而深入的研究工作。

发明内容：

本发明目的在于为解决应用于全固态激光系统的非线性光学材料的需要，提供一种新型含卤素的化合物氯硼酸铅钡，该化合物的化学式为Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量为1038.28。

本发明另一目的是提供一种氯硼酸铅钡非线性光学晶体，该晶体的化学式为Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量为1038.28，空间群为C222₁，晶胞参数为Z＝4，

本发明再一个目的是提供采用固相反应法合成化合物及助熔剂法生长氯硼酸铅钡非线性光学晶体的制备方法。

本发明又一个目的是提供一种氯硼酸铅钡非线性光学晶体的用途。

本发明所述的一种化合物氯硼酸铅钡，该化合物化学式为Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量为1038.28，采用固相反应法合成化合物。

一种氯硼酸铅钡非线性光学晶体，该晶体的化学式为Pb₂Ba₃B₃O₉Cl，分子量为1038.28，空间群为C222₁，晶胞参数为Z＝4，

所述的化合物氯硼酸铅钡非线性光学晶体的制备方法，采用固相反应法合成化合物及助熔剂法生长其晶体，具体操作步骤按下列进行：

a、将含铅化合物、含钡化合物、含硼化合物和含氯化合物按摩尔比2∶3∶3∶1称取放入研钵中，混合并仔细研磨，装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，缓慢升温至200℃，恒温3小时，冷却至室温研磨均匀，缓慢升温至500℃，尽量将气体排干净，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至607℃，恒温36小时后将样品取出，放入研钵中捣碎研磨即得氯硼酸铅钡化合物单相多晶粉末，再对该多晶粉末进行X射线分析，所得X射线谱图与成品Pb₂Ba₃B₃O₉Cl单晶研磨成粉末后X射线谱图是一致的；