[发明专利]化合物铅钡硼氧和铅钡硼氧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铅钡硼氧和铅钡硼氧非线性光学晶体及制备方法和用途，属于非线性光学晶体技术领域。

背景技术

非线性光学晶体在在激光化学，激光医学，分子生物学和光储存等领域有十分广泛的应用前景，特别是利用非线性光学晶体实现激光的频率转换，拓宽激光波长的范围，可以使激光获得更广泛的应用。新型非线性光学材料的探索工作在国内外都非常活跃，而硼酸盐晶体的研究是其中的一个热点。

目前广泛应用的非线性光学晶体主要为硼酸盐系列晶体。硼酸盐非线性光学晶体在很多方面展示独特的优势，硼酸盐晶体中硼氧基团的结构类型多种多样，但是这些硼氧基团中最基本的结构基团有两种类型，一种是平面三角形配位的BO₃基团，另一种是四面体配位的BO₄基团，BO₃和BO₄又可以以不同的方式通过共用氧原子形成多聚基团如B₃O₆，B₃O₇，B₃O₈，B₃O₉，B₄O₁₀基团等。其中BO₃基团具有其独特的特点：（1）空间保持共平面，能保证有较大的宏观倍频系数和合适的双折射率；（2）单位体积内的(BO₃)基团密度足够大，有利于获得大的宏观倍频系数；（3）(BO₃)基团的3个终端氧所出现的3个悬挂键通过和其他原子相连加以消除后，(BO₃)基团的带隙就可以达到150nm。因此(BO₃)基团是探索新一代非线性光学晶体的理想结构基元。

目前，各国科学家仍旧在极力关注着各类新型非线性光学晶体的探索和研究，虽然现有的材料的晶体生长技术已日趋成熟，但仍存在着明显的不足之处:如晶体易潮解、生长周期长、层状生长习性严重及价格昂贵等。因此，寻找和制备新的非线性光学晶体材料仍然是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种化合物铅钡硼氧和铅钡硼氧非线性光学晶体及制备方法和用途，采用固相反应法合成化合物及助溶剂法生长晶体，操作简单，成本低，所制晶体尺寸大，生长周期短，包裹体少，机械硬度较大，易于切割、抛光加工和保存，应用广泛，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种化合物铅钡硼氧，该化合物的化学式为Pb_0.78Ba_8.22B₁₈O₃₆，分子量2060.84。

一种化合物铅钡硼氧的制备方法，采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.22:0.78:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升温至400℃，恒温24小时，冷却至室温，得到样品；研磨样品，再升温至730-850℃，恒温48小时；恒温期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的铅钡硼氧化合物单相多晶粉末，再对该多晶粉末进行X射线分析。

一种化合物铅钡硼氧非线性光学晶体，该晶体化学式为Pb_0.78Ba_8.22B₁₈O₃₆，分子量2060.84，属六方晶系，空间群R32，晶胞参数为a=7.2225(2)?，c=19.2716(10)?，Z=1，V=870.61(6)?³。

一种化合物铅钡硼氧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，具体操作按下列步骤进行：

a、采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.22:0.78:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升温至400℃，恒温24小时，冷却至室温，得到样品；研磨样品，再升温至730-850℃，恒温48小时；恒温期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的铅钡硼氧化合物单相多晶粉末；