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图
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种化合物铅领棚氧和铅领棚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】
[0002] 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 W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，而棚 酸盐晶体的研究是其中的一个热点。
[0003] 目前广泛应用的非线性光学晶体主要为棚酸盐系列晶体。棚酸盐非线性光学晶体 在很多方面展示独特的优势，棚酸盐晶体中棚氧基团的结构类型多种多样，但是运些棚氧 基团中最基本的结构基团有两种类型，一种是平面Ξ角形配位的B03基团，另一种是四面体 配位的B04基团，B0 3和B0 4又可W W不同的方式通过共用氧原子形成多聚基团如B 3〇e，B3O7， 83化，83〇9,84〇1。基团等。其中6〇3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)单位体积内的度〇3)基团密度足够大，有利于 获得大的宏观倍频系数；（3)度〇3)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W消除后，度〇3)基团的带隙就可W达到150皿。因此度〇3)基团是探索新一代非线 性光学晶体的理想结构基元。
[0004]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】
[0005] 本发明目的是提供一种化合物铅领棚氧和铅领棚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。
[0006] 本发明的技术方案是： 一种化合物铅领棚氧，该化合物的化学式为化。.78日38.22日18〇3(5,分子量2060. 84。
[0007] -种化合物铅领棚氧的制备方法，采用固相反应法，按摩尔比 Ba:Pb:B: 0=8. 22:0. 78:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升溫至400°C，恒溫24小时， 冷却至室溫，得到样品；研磨样品，再升溫至730-850°C，恒溫48小时；恒溫期间，多次研磨 样品，最终得到烧结完全的铅领棚氧化合物单相多晶粉末，再对该多晶粉末进行X射线分 析。
[000引一种化合物铅领棚氧非线性光学晶体，该晶体化学式为Pbn.7sBas.2化8036,分子量2060.84,属六方晶系，空间群做2,晶胞参数为a=7.2225(2)A，c=19.2716(10)A，Z=1， V=870. 61(6) A]。 一种化合物铅领棚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烙 剂法生长其晶体，具体操作按下列步骤进行： 曰、采用固相反应法，按摩尔比Ba:化:B:0=8. 22:0. 78:18:36混合均匀，研磨，放入马弗 炉中，升溫至400°C，恒溫24小时，冷却至室溫，得到样品；研磨样品，再升溫至730-850°C， 恒溫48小时；恒溫期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的铅领棚氧化合物单相多晶粉 末； b、将步骤a制备的铅领棚氧化合物单相多晶粉末，与助烙剂PbO或H3BO3或B2〇3混匀，W30°CA的升溫速率将其加热至溫度830-930。恒溫10-20小时，得到Pbn.wBas.22Bis〇36 的混合溶液； 或直接按摩尔比Ba:Pb:B:0=8. 22:0. 78:18:36称取制备铅领棚氧的原料，与助烙剂体 系混匀，在溫度830-930°C，恒溫10-2化，得到化。.7sBas.22Bis〇36的混合溶液； 上述化。.wBas.22Bis〇36的混合溶液简称混合溶液； C、将步骤b得到的混合溶液，降溫至730-850°C，再将巧晶杆快速伸入液面下，W0. 5-10°CA的速率缓慢降至670-770°C;将巧晶杆提出液面，巧晶杆上会有小晶体聚集，W 5-100°CA的速率降至室溫，获得铅领棚氧化。.7sBas.22Bis〇3e巧晶，简称巧晶； t在混合溶液中生长晶体：将步骤C获得的巧晶，固定于巧晶杆上，从晶体生长炉顶部 下巧晶，先在混合溶液表面上预热巧晶5-60分钟，浸入液面中，使巧晶在混合溶液中进行 回烙，恒溫5-60分钟，快速降溫至饱和溫度700-830°C; e、再W0. 1-5°C/天的速率缓慢降溫，W5-10化pm的转速旋转巧晶杆，待晶体生长结束 后，使晶体脱离液面，Wl-l〇〇°C/小时的速率降至室溫，然后将晶体从炉膛中取出，即可获 得尺寸为 8mmX6mmX5mm的Pb〇.7sBas.22Bis〇36晶体。
[000引所述步骤a中合成化合物铅领棚氧的含领原料为BaO、BaC03、Ba(N03)2、BaC204、Ba (OH)2、Ba(C2H3化)2或Ba(肥03)2之一，含铅的原料为Pb化含棚的为Η3B化或B203之一。
[0010] 所述助烙剂的加入量摩尔比为铅领棚氧：助烙剂=1:2-6。
[0011] 一种铅领棚氧非线性光学晶体的用途，铅领棚氧非线性光学晶体用于制备输出频 率变换的激光器。
[0012] 一种铅领棚氧非线性光学晶体的用途，铅领棚氧非线性光学晶体用于制备产生倍 频谐波光输出的激光光束，激光光束波长为l〇64nm。
[0013] 一种铅领棚氧非线性光学晶体的用途，铅领棚氧非线性光学晶体用于制备紫外区 的谐波发生器，光参量与放大器件及光波导器件，从红外到紫外区的光参量与放大器件。
[0014] 本发明所述的铅领棚氧非线性光学晶体，该晶体的化学式为化。.7sBas.22Bis〇3e，分子 量2060. 84,属六方晶系，空间群做2,晶胞参数为a= 7. 2225(2)A，C= 19. 2716(10)A， Z=l，V=870. 61 (6)A3,其粉末倍频效应达到KDP的1/3倍，具有较宽的透光范围，透光波段 310nm-2600nm〇
[001引本发明所述的化合物Pbu.7sBas.22Bis03e，采用固相反应法按下列反应式得到化合物Pb0ysBag22Bi8036：
本发明制备的化合物铅领棚氧非线性光学晶体作为制备倍频发生器、上或下频率转换 器或光参量振荡器。
[0016] 作为制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器包含至少一束入射电磁 福射通过至少一块非线性光学晶体后产生至少一束频率不同于入射电磁福射的输出福射 的装置 本发明的积极效果是：采用固相反应法合成化合物及助溶剂法生长晶体，该晶体具有 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，本发明所述的化合物铅领棚氧非线性光学晶体在倍频转换、光参量振荡器等 非线性光学器件中可W得到广泛应用。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的铅领棚氧X-射线衍射图谱； 图2为本发明铅领棚氧晶体结构图； 图3为本发明铅领棚氧晶体制作的非线性光学器件的工作原理图； 图中：1为激光器，2为发出光束，3为PV7sBas.22Bis〇36晶体，4为出射光束，5为滤波片。
【具体实施方式】
[0018] W下通过实施例对本发明作进一步说明。
[0019] 一种化合物铅领棚氧，该化合物的化学式为化。.7击a*i.22BiiAe，分子量2060. 84。
[0020] -种化合物铅领棚氧的制备方法，采用固相反应法，按摩尔比 Ba:Pb:B:0=8. 22:0. 78:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升溫至400°C，恒溫24小时， 冷却至室溫，得到样品；研磨样品，再升溫至730-850°C，恒溫48小时；恒溫期间，多次研磨 样品，最终得到烧结完全的铅领棚氧化合物单相多晶粉末，再对该多晶粉末进行X射线分 析。
[00川一种化合物铅领棚氧非线性光学晶体，该晶体化学式为Pbn.7sBas.2化8036,分子量 2060.84,属六方晶系，空间群做2,晶胞参数为a= 7.2225(2)A，c= 19.2716(10)A，Z=1， V=870. 61(6)A]。 一种化合物铅领棚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烙 剂法生长其晶体，具体操作按下列步骤进行： 曰、采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:0=8. 22:0. 78:18:36混合均匀，仔细研磨，放入 马弗炉中，升溫至400°C，恒溫24小时，冷却至室溫，充分研磨样品，再升溫至730-850°C，恒 溫48小时，期间多次研磨，得到烧结完全的铅领棚氧化合物单相多晶粉末； b、将步骤a制备的铅领棚氧化合物单相多晶粉末，与助烙剂PbO或H3BO3或B2〇3混匀，W30°CA的升溫速率将其加热至溫度830-930。恒溫10-20小时，得到化。.wBas.22Bis〇3e 的混合溶液； 或直接按摩尔比Ba:Pb:B:0=8. 22:0. 78:18:36称取制备铅领棚氧的原料，与助烙剂体 系混匀，在溫度830-930°C，恒溫10-2化，得到化。.7sBas.22Bis〇36的混合溶液； 上述化。.wBas.22Bis〇36的混合溶液简称混合溶液； C、将步骤b得到的混合溶液，降溫至730-850°C，再将巧晶杆快速伸入液面下，W0. 5-10°CA的速率缓慢降至670-770°C;将巧晶杆提出液面，巧晶杆上会有小晶体聚集，W 5-100°CA的速率降至室溫，获得铅领棚氧化。.7sBas.22Bis〇3e巧晶，简称巧晶； t在混合溶液中生长晶体：将步骤