专利名称：非线性光学材料ZnTeMoO<sub>6</sub>及其晶体的生长方法
技术领域：
本发明涉及一种光学晶体材料及其生长方法，具体地说是涉及到一种新型非线性光学材料碲钼酸锌(化学式SiTeMoO6)及其晶体的生长方法。
背景技术：
非线性光学效应是入射光波电场与晶体中的分子或基团相互作用的结果。利用晶体的二阶非线性光学效应产生的倍频、混频、参量振荡及光参量放大的变频技术，以应用于医疗、核聚变、激光武器、光通讯、光存储等方面。无机非线性光学晶体材料在二阶非线性光学材料中占据主导位置。碲钼酸锌的化学式为SiTeMoO6,正交晶体，空间群为P2&2，晶体结构中无对称中心。由于SiTeMoO6*存在含d°轨道的过渡金属阳离子(Mo6+)和含孤对电子的阳离子(Te4+)， 这两种阳离子都会产生姜-泰勒效应(Jahn-Teller effect)，分子的电子云在某些情形下发生构型形变，因而SiTeMoO6会是一种优良的二阶非线性光学材料，故SiTeMoO6晶体可应用于非线性光学领域，丰富了非线性光学材料的研究内容。
发明内容
本发明的目的是公开一种新型非线性光学材料碲钼酸锌及其晶体的生长方法，特别是采用缓冷法在TeO2-MoO3熔盐体系中生长碲钼酸锌晶体的方法。非线性光学材料SiTeMoO6,包括S^eMoO6多晶粉体和S^eMoO6晶体，其特征在于 粉末倍频效应为2 XKTP,晶体透过范围为0. 4 μ m-22. 2 μ m,材料具备相位匹配能力。所述S1TeMoO6多晶粉体采用固相合成法制备，所述SiTeMoO6晶体采用缓冷法在 TeO2-MoO3熔盐体系中自发成核生长。所述S1TeMoO6多晶粉体的制备方法如下将&ι0、TeO2和MoO3按比例混合均勻，置于钼坩埚，500-600°C煅烧10_30h，冷却， 玛瑙研钵中研细，对粉体进行X射线衍射分析，重复上述操作，直至所得粉体为纯相。所述SiTeMoO6 晶体，生长原料为 SiiTeMoO6 粉体、TeR 和 MoO3,或 ZnOJeR 和 MoO3, 以TeA和MoO3作为助溶剂，采用自发成核生长，ZnTeMoO6晶体的生长方法如下将原料按比例混合均勻，置于钼坩埚，放入自制晶体生长炉中，快速升温至熔化， 恒温25h，使熔体完全熔化均勻，晶体的生长依靠自发成核，以2-10°C /h降温至400°C，再以 20-300C /h降温至室温，用热的稀盐酸浸泡坩埚，洗去助溶剂，烘干后即得到晶体。本发明的有益效果是(1) ZnTeMoO6具有较大的倍频效应，其粉末倍频效应与两倍的KTP相当，且具备相位匹配能力；(2) ZnTeMoO6 晶体的透过率范围为0. 4 μ m-22. 2 μ m ；(3) ZnTeMoO6晶体不潮解，不溶于水，不溶于稀盐酸，物理化学性能稳定。本发明可应用于医疗、核聚变、激光武器、光通讯、光存储等方面。
图1为本发明实施例1中S1TeMoO6粉体的X射线衍射图谱图2为本发明实施例2中SiTeMoO6晶体的照片图3为本发明实施例2中SiTeMoO6晶体的紫外-可见-近红外透过光谱图4为本发明实施例2中SiTeMoO6晶体的红外透过光谱(2. 5 μ m_22. 2 μ m)图5为本发明SiTeMoO6晶体的相位匹配图
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明技术方案做进一步说明。实施例1采用固相合成制备SiTeMoO6粉体将SiO (国药)、Te02 (四川鑫龙碲业)和MoO3 (上海龙津)按摩尔比1 1 1混合均勻，置于p30x30mm的钼坩埚中，将坩埚放入马弗炉中，缓慢升温至550°C，保温20h， 冷却至室温后，将烧结后的粉体在玛瑙研钵中研细。重复对粉体进行煅烧、研磨3次后，得到白色SiiTeMoO6粉体。利用MiniflexII型X-射线衍射仪对粉体进行X射线衍射分析，并与IS⑶数据库中SiTeM0O6(Cc)Il Code :163981)的X-射线衍射图谱进行比较(图1)，结果显示为纯 ZnTeMoOj0实施例2采用缓冷法在TeO2-MoO3熔盐体系中生长S^eMoO6晶体将SiTeMoO6(实施例1制得)、TeO2和MoO3按摩尔比1 3 3混合均勻，置于 Φ30Χ30πιπι的钼坩埚中，将坩埚放入晶体生长炉(温度控制器为AL-808P型，Pt-Iih热电偶)，缓慢升温至630°C，恒温25h，使熔体熔化均勻，利用自发成核，以5°C /h降温至400°C， 再以25°C/h降温至室温。用热的稀盐酸浸泡坩埚，洗去助溶剂，烘干后即得到晶体。晶体呈薄片状，尺寸最大为5mmX4mmXlmm(图2)。图3、4为SiTeMoO6晶体的透过率曲线，晶体的透过率范围为0. 4 μ m_22. 2 μ m。图 5为S^eMoO6晶体的高温差示热曲线。实施例3采用缓冷法在1TeO2-M0O3熔盐体系中生长SiTeMoO6晶体将&10、1^02和] 003按摩尔比1 4 4混合均勻，置于Φ 30 X 30謹的钼坩埚中， 将坩埚放入晶体生长炉(温度控制器为AL-808P型，Pt-Iih热电偶)，缓慢升温至630°C，恒温25h，使熔体熔化均勻，以5°C /h降温至400°C，再以25°C /h降温至室温。用热的稀盐酸浸泡坩埚，洗去助溶剂，烘干后即得到晶体。实施例4ZnTeMoO6粉末倍频效应材料的倍频性能通过Kurtz粉末倍频测试法测得，以KTP粉末作为标样，用1064nm Nd:YAG脉冲激光作为光源，测得SiTeMoO6粉末倍频效应与两倍的KTP相当。实施例5
SiTeMoO6相位匹配测试将SiTeMoO6粉末研磨，筛成不同粒度范围(见图5)的粉末，分别装入两面有玻璃窗的样品池，使用1064nm Nd:YAG脉冲激光作为光源，KTP粉末作为标样。结果显示， ZnTeMoO6可以实现基频波1064nm的相位匹配，具备相位匹配能力。
权利要求
1.非线性光学材料SiTeMoO6，其特征在于其粉末倍频效应为2XKTP，其晶体透过范围为0. 4 μ m-22. 2 μ m，具备相位匹配能力。
2.根据权利要求1所述的非线性光学材料SiTeMoO6晶体，其特征在于晶体呈薄片状， 尺寸最大为5mmX 4mmX Imm0
3.根据权利要求1所述的非线性光学材料SiTeMoO6的多晶粉体的制备方法，其特征在于以SiO、TeO2和MoO3为原料，采用固相反应合成。
4.根据权利要求1所述的非线性光学材料SiTeMoO6的晶体的生长方法，其特征在于 生长原料为ZnTeMoO6粉体、TeO2和MoO3,或ZnO, TeO2和MoO3,以TeO2和MoO3作为助溶剂， 采用自发成核生长。
5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，所述生长条件为熔体均化恒温时间为25h，晶体的生长阶段降温速率为2-10°C /h,晶体退火速率为20-30°C /h。
6.根据权利要求4或5所述的生长方法，其特征在于生长原料中SiTeMoO6粉体、TeA 和MoO3，或SiOJeO2和MoO3的摩尔比分别为1 3 3或1 4 4。
全文摘要
本发明公开了一种新型非线性光学材料碲钼酸锌及其晶体的生长方法，特别是采用缓冷法在TeO2-MoO3熔盐体系中生长碲钼酸锌晶体。非线性光学材料ZnTeMoO6，包括ZnTeMoO6多晶粉体和ZnTeMoO6晶体，其特征在于粉末倍频效应为2×KTP，透过范围为0.4μm-22.2μm；所述ZnTeMoO6多晶粉体采用固相合成法制备，所述ZnTeMoO6晶体，生长原料为ZnTeMoO6粉体、TeO2和MoO3，或ZnO、TeO2和MoO3，以TeO2和MoO3作为助溶剂，采用缓冷法在TeO2-MoO3熔盐体系中自发成核生长。该晶体可应用于非线性光学领域，丰富非线性光学材料研究内容。
文档编号C30B9/12GK102534793SQ20111034415
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月4日 优先权日2010年12月16日
发明者孙志华, 洪茂椿, 罗军华, 金成国, 陈天亮 申请人:中国科学院福建物质结构研究所