[发明专利]化合物砷酸碲锌铅和砷酸碲锌铅非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

化合物砷酸碲锌铅及砷酸碲锌铅非线性光学晶体的制备方法和用途，化合物砷酸碲锌铅及砷酸碲锌铅非线性光学晶体化学式均为Pb₃Zn₃TeAs₂O₁₄，晶体属三方晶系，空间群P321，晶胞参数为分子量1319.2，其粉末倍频效应约为3倍KDP(KH₂PO₄)。化合物砷酸碲锌铅采用固相反应法合成，砷酸碲锌铅非线性光学晶体采用高温熔液法或者提拉法生长，该砷酸碲锌铅非线性光学晶体机械硬度大，易于切割、抛光加工和保存，在制备倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或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

本发明涉及化学式为Pb₃Zn₃TeAs₂O₁₄的化合物砷酸碲锌铅及砷酸碲锌铅非线性光学晶体，晶体的制备方法和利用该晶体制作的非线性光学器件。

背景技术

探索倍频效应大、透过波段宽、光损伤阈值大、物化性能稳定的新型非线性光学晶体，一直是激光变频领域的热点话题。目前主要非线性光学材料有：β-BaB₂O₄(BBO)晶体、LiB₃O₅(LBO)晶体、CsB₃O₅(CBO)晶体、CsLiB₆O₁₀(CLBO)晶体和KBe₂BO₃F₂(KBBF)晶体。虽然这些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，寻找新的非线性光学晶体材料仍然是一个非常重要而艰巨的工作。为弥补以上非线性光学晶体的不足，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，不仅注重晶体的光学性能和机械性能，而且越来越重视晶体的制备特性。

砷酸盐晶体是重要的半导体材料、中红外材料，其性能受到广泛的关注，在光学领域、军事探索及激光医疗等领域有较为广泛的应用。由于其带隙较大，激光损伤阈值较高，物化性能稳定，利于获得较强的非线性光学效应，是新型中红外非线性光学晶体的理想选择。

发明内容

本发明目的在于提供化合物砷酸碲锌铅及砷酸碲锌铅非线性光学晶体，化学式均为Pb₃Zn₃TeAs₂O₁₄；

本发明另一目的在于提供采用固相反应法合成化合物砷酸碲锌铅及高温熔液法或者提拉法生长砷酸碲锌铅非线性光学晶体的制备方法；

本发明再一个目的是提供砷酸碲锌铅非线性光学器件的用途，用于制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的化合物砷酸碲锌铅，其化学式为Pb₃Zn₃TeAs₂O₁₄；制备过程包括：将含铅化合物、含锌化合物、含碲化合物、含砷化合物原料混合均匀，研磨后放入马弗炉中，预烧排除原料中的水分和气体，冷却至室温，取出研磨之后放入马弗炉中煅烧，制得化合物砷酸碲锌铅；

所述含铅化合物包括有碳酸铅、硝酸铅、氧化铅、醋酸铅或草酸铅中的至少一种；

所述含锌化合物包括硝酸锌、碳酸锌、氧化锌或醋酸锌中的至少一种；

所述含碲化合物为二氧化碲、三氧化碲、碲酸、亚碲酸中的至少一种；

所述砷化物包括五氧化二砷或砷酸盐(砷酸、亚砷酸、焦砷酸)中的至少一种；

其采用固相反应法可按下列化学反应式制备砷酸碲锌铅化合物: