[发明专利]化合物铅硼氧碘和铅硼氧碘非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种化合物铅硼氧碘和铅硼氧碘非线性光学晶体及制备方法和用途，该化合物化学式为Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量为2693.14，采用水热法制备，所得产物直接为晶体；该晶体的分子式为Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量为2693.14，属于单斜晶系，空间群为Cc，采用水热法即得到铅硼氧碘非线性光学晶体。该晶体非线性光学效应为KDP晶体的0.1倍，透光波段361nm至2600nm。该晶体生长过程具有操作简单，成本低，所用的试剂为无机原料，毒性低，生长周期短，物化性质稳定等优点。通过本发明所述方法获得的铅硼氧碘非线性光学晶体在倍频转换、光参量振荡器等非线性光学器件中得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种化合物铅硼氧碘和铅硼氧碘非线性光学晶体及制备方法和用途，属于无机化学领域，也属于材料科学领域和光学领域。

技术背景

非线性光学及其晶体材料的发展与激光技术的发展密切相关。在激光技术中，直接利用激光晶体所能获得的激光波段有限，利用非线性光学晶体进行频率转换，可以将全固态激光器输出的激光转换成新波段激光，从而大大拓展激光器的应用范围，在激光技术领域有巨大的应用前景和经济价值。正因如此非线性光学材料也是光电子产业的物质基础，是固体激光技术、光通信与信息处理等领域发展的重要支柱，

到目前为止，非线性光学材料已由无机拓展到有机，有块体发展到薄膜、纤维和超晶格材料。经过几十年探索，国内外研究者已发现一系列性能优异的非线性光学材料，如KDP，KB5，β-BBO、LBO、CBO、LN和KTP等，已进行规模化生产并获得了广泛应用。但是这些材料在生长技术和应用上还有这一定的限制：如KDP和KB5激光损伤阈值不高，溶于水；β-BBO在生长过程中存在相变；CBO易潮解等等。而随着激光技术的发展，激光光源进一步向深紫外、紫外和红外波段拓展，这大大提高了对综合性能优异的非线性光学晶体的需求，因此，探索新型非线性光学晶体材料已成为国内外的研究热点。

本发明所要解决的问题是提供一种透光波段较宽，有二阶非线性光学效应，能够实现相位匹配，容易制备且稳定性较好的化合物铅硼氧碘非线性光学晶体材料及其制备方法和用途。

发明内容

为解决全固态激光系统对具有非线性光学效应的晶体材料的需要，本发明的另一目的是提供一种化合物铅硼氧碘非线性光学晶体，该晶体化学式为Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量为2693.14，属于单斜晶系，空间群为Cc，单胞参数为β＝115.658(1)°，Z＝4；

本发明的又一目的是提供化合物铅硼氧碘非线性光学晶体的用途。

本发明所述的一种化合物铅硼氧碘非线性光学晶体，该晶体的分子式为Pb₁₀O₄(BO₃)₃I₃，分子量为2693.14，属于单斜晶系，空间群为Cc，单胞参数为β＝115.658(1)°，Z＝4。

所述化合物铅硼氧碘非线性光学晶体的制备方法，采用水热法制备晶体，具体操作按下列步骤进行：

a、将PbO加入到体积为25-125mL的高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入H₃BO₃，再加入KI，最后加入去离子水4-50mL，使其充分混合均匀，得到混合液，其中PbO、H₃BO₃和KI摩尔比为6-12:1-4:1-4；