[发明专利]一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用

说明书

本发明属于非线性光学晶体技术领域。本发明提供了一种C₂₅H₂₅NO₄S₂化合物及其制备方法，还提供了一种C₂₅H₂₅NO₄S₂非线性光学晶体以及三种制备该晶体的方法。本发明提供的C₂₅H₂₅NO₄S₂非线性光学晶体，不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为P2₁(No.4),晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝101.144°，Z＝4,本发明还提供了由所述C₂₅H₂₅NO₄S₂非线性光学晶体制备的非线性光学器件，所述器件为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器。

技术领域

本发明涉及非线性光学晶体技术领域，尤其涉及一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用。

背景技术

非线性光学是现代光学的一个分支，主要研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。非线性光学效应主要包括倍频、差频、和频、光参量振荡等，具有非线性光学效应的晶体统称为非线性光学晶体。利用非线性光学晶体可以制成各种谐波发生器、光参量放大器等非线性光学器件，通过非线性光学器件实现激光频率转换，从而拓宽激光器的波长范围，使激光得到更为广泛的应用。

太赫兹(THz)波通常指频率范围在0.1～10THz的电磁波(1THz＝10¹²Hz)，其波长介于红外光和微波之间(30μm～3mm)。该波段是电子学、电子光学技术的过渡区域，在太赫兹成像、空间探测、生物医学、加工、国防工业等领域有着重要作用。目前，较适合应用于太赫兹波段的非线性光学晶体主要有：ZnTe、GaP、DAST、DSTMS、OH1等，但高质量单晶生长困难、透光范围窄、双光子吸收严重等问题限制了这些晶体的广泛应用。因此，发展新型太赫兹波段非线性光学晶体是当前非线性光学晶体材料领域的重要前沿课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用，拓展太赫兹波段非线性光学晶体的种类。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种C₂₅H₂₅NO₄S₂化合物，其化学结构如式Ⅰ所示：

本发明提供了所述C₂₅H₂₅NO₄S₂化合物的制备方法，包含如下步骤：

(a)将2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯在乙二醇二甲醚中反应，生成中间体产物；

(b)将所述中间体产物、4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛、哌啶和甲醇混合后进行反应，生成C₂₅H₂₅NO₄S₂化合物。

优选的，所述2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯的质量比为(1～2):(1.5～2.5)；

所述2-甲基苯并噻唑的质量和乙二醇二甲醚的体积之比为(1～2)g:(10～20)mL；

所述步骤(a)中反应的温度为55～65℃，时间为24～72h。

优选的，所述中间体产物和4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛的质量比为(3～4):(1～2)；

所述中间体产物的质量和哌啶、甲醇的体积之比为(3～4)g:(0.1～1)g:(70～90)mL；