一种含盐包硫属晶体材料及其制备方法与作为非线性光学材料的应用与流程

本申请涉及一种含盐包硫属晶体材料及其制备方法与作为非线性光学材料的应用，属于激光。

背景技术：

1、非线性光学(nlo)晶体是固体激光器的核心部件，可进行激光器的频率变换而获得波长连续的波长范围，具有重要的用途。在中远红外波段，如黄铜矿型化合物aggas2、aggase2和zngep2具有透过波段范围宽、nlo效应优良等优点，目前已经商用化。但aggaq2(q＝s,se)晶体的激光损伤阈值偏低、aggase2的双折射率小，1064nm不能满足相位匹配，zngep2在1μm处有强的双光子吸收的内在缺点。因此，目前研究的重点是探索兼具大nlo系数和高激光损伤阈值的中远红外波段nlo晶体。

技术实现思路

1、根据本申请的一个方面，提供了一种盐包硫属晶体材料，其nlo效应是商用aggas2的0.2-15倍，激光损伤阈值是商用aggas2的1-55倍，综合性能有很大的提高，是潜在的红外nlo材料。

2、本申请所述含盐包硫属晶体材料，化学式为[a3bax][m8q14]；

3、其中，a选自na、k、rb、cs中任一种；

4、x选自f、cl、br、i中任一种；

5、m为ga或in；

6、q选自s、se、te中任一种。

7、可选地，所述含盐包硫属晶体材料的结构为：由四面体[mq4]结构单元通过共点q元素构成三维类金刚石阴离子框架结构，再有盐包[a3bax]4+填充再孔道之中。

8、可选地，所述含盐包硫属晶体材料属于单斜晶系，i-42d空间群。

9、可选地，所述含盐包硫属晶体材料的晶胞参数为：α＝β＝γ＝90°，z＝2。

10、优选地，

11、优选地，

12、优选地，

13、可选地，所述含盐包硫属晶体材料的倍频强度为同粒径aggas2的0.2-15倍。

14、可选地，所述含盐包硫属晶体材料的激光损伤阈值为10-100mw/cm2。

15、可选地，所述含盐包硫属晶体材料的激光损伤阈值是aggas2的1-55倍。

16、本申请又一方面提供了一种所述含盐包硫属晶体材料的制备方法，包括：将ba源、a源、x源、m源、q源以及气相传输剂混合，抽真空，焙烧，降温，得到所述含锑硫属卤晶体材料；

17、a选自na、k、rb、cs中任一种；

18、x选自f、cl,、br、i中任一种；

19、m为ga或in；

20、q选自s、se、te中任一种。

21、可选地，所述ba源选自ba单质、baq化合物、bax2化合物中任一种或多种；

22、所述a源选自a单质、a2q化合物或ax化合物中任一种或多种；

23、所述x源为bax2化合物和/或ax化合物；

24、所述m源为m单质和/或m2q3化合物；

25、所述q源选自q单质、baq化合物、a2q化合物中任一种或多种。

26、可选地，所述气相传输剂为i单质。

27、可选地，所述ba源、m源、q源和a源的摩尔比为1：4-6：7-10：1-5；

28、其中，ba源的摩尔数以ba的摩尔数计；

29、m源的摩尔数以m的摩尔数计；

30、q源的摩尔数以q的摩尔数计；

31、a源的摩尔数以a的摩尔数计。

32、可选地，所述ba源和气相传输剂的摩尔比为1:1-2；

33、其中，ba源的摩尔数以ba的摩尔数计；

34、所述气相传输剂为i单质；

35、所述气相传输剂的摩尔数以i的摩尔数计。

36、可选地，抽真空至10-3-10pa。

37、可选地，所述焙烧的温度为600-1100℃；优选地，所述焙烧的温度为700-1100℃。

38、可选地，所述焙烧的时间不少于1h；优选地，所述焙烧的时间为1-100h。

39、可选地，所述焙烧的时间独立地选自1h、10h、20h、30h、40h、50h、70h、75h、80h、90h、95h、100h中任一值或上述任意二者的范围值。

40、可选地，降温的方式为以1-10℃的降温速率降温和/或自然冷却降温。

41、本申请又一方面提供了一种所述含盐包硫属晶体材料作为二阶非线性光学材料的应用。

42、可选地，所述二阶非线性光学材料用于激光领域。

43、本申请能产生的有益效果包括：

44、本申请含盐包硫属晶体材料，其nlo效应是商用aggas2的0.2-15倍，激光损伤阈值是商用aggas2的1-55倍，综合性能有很大的提高，是潜在的红外nlo材料。

技术特征：

1.一种含盐包硫属晶体材料，其特征在于，化学式为[a3bax][m8q14]；

2.根据权利要求1所述含盐包硫属晶体材料，其特征在于，所述含盐包硫属晶体材料的结构为：由四面体[mq4]结构单元通过共点q元素构成三维类金刚石阴离子框架结构，再有盐包[a3bax]4+填充再孔道之中。

3.根据权利要求1所述含盐包硫属晶体材料，其特征在于，所述含盐包硫属晶体材料属于单斜晶系，i-42d空间群。

4.根据权利要求1所述含盐包硫属晶体材料，其特征在于，所述含盐包硫属晶体材料的晶胞参数为：α＝β＝γ＝90°，z＝2；

5.根据权利要求1所述含盐包硫属晶体材料，其特征在于，所述含盐包硫属晶体材料的倍频强度为同粒径aggas2的0.2-15倍；

6.一种根据权利要求1-5任一项所述含盐包硫属晶体材料的制备方法，其特征在于，包括：将ba源、a源、x源、m源、q源以及气相传输剂混合，抽真空，焙烧，降温，得到所述含锑硫属卤晶体材料；

7.根据权利要求6所述含盐包硫属晶体材料的制备方法，其特征在于，所述ba源选自ba单质、baq化合物、bax2化合物中任一种或多种；

8.根据权利要求6所述含盐包硫属晶体材料的制备方法，其特征在于，所述ba源、m源、q源和a源的摩尔比为1：4-6：7-10：1-5；

9.根据权利要求6所述含盐包硫属晶体材料的制备方法，其特征在于，抽真空至10-3-10pa；

10.一种根据权利要求1-5任一项所述含盐包硫属晶体材料作为二阶非线性光学材料的应用。

技术总结
本申请公开了一种含盐包硫属化合物材料及其制备方法与作为非线性光学材料的应用，属于激光技术领域。所述含盐包硫属晶体材料，化学式为[A<subgt;3</subgt;BaX][M<subgt;8</subgt;Q<subgt;14</subgt;]；其中，A选自Na、K、Rb、Cs中任一种；X选自F、Cl、Br、I中任一种；M为Ga或In；Q选自S、Se、Te中任一种。该含盐包硫属晶体材料，其NLO效应是商用AgGaS<subgt;2</subgt;的0.2‑15倍，激光损伤阈值是商用AgGaS<subgt;2</subgt;的1‑55倍，综合性能有很大的提高，是潜在的红外NLO材料。

技术研发人员：刘彬文,郭国聪,吴帆,姜小明,徐忠宁
受保护的技术使用者：闽都创新实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29