专利名称：一种红外无机非线性光学晶体材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种红外无机非线性光学晶体材料及其制备方法，属于无机化学领域，也属于光学材料领域。
对于红外无机非线性光学材料的研究来讲，如何克服非线性与激光损伤阈值的矛盾，兼顾较大的光学非线性和较高的激光损伤阈值，是新型红外非线性光学材料设计的一个关键。对于激光损伤的机理，目前尚无定论。但一般认为主要有由电子吸收所造成的热效应，和能造成电子雪崩现象的电子效应。我们认为带宽大小是决定激光损伤阈值的重要因素。半导体材料带宽小，虽然非线性光学系数较大，但也容易导致激光损伤。一条可能的途径是部分牺牲非线性光学系数，选择具有大的能隙的化合物。这样虽然非线性光学系数会降低，但相应的激光损伤阈值会提高，从而提高非线性光学材料的整体性能。我们选择卤化物作为突破点，正是基于这一考虑。卤化物往往具有良好的绝缘性，这就意味着其带宽必定较大，其晶体的激光损伤阈值也一定较高。而且过渡金属与卤素所形成的阴离子基团往往采取畸变八面体或畸变四面体的构型，常有非零的微观非线性光学系数；若能在晶体排列中形成非中心对称的空间排列方式，则应该容易表现出宏观非线性光学效应。
本发明提供的技术方案是一种红外无机非线性光学晶体材料，由下法制得将等摩尔量的CsBr和CdI2溶于二次蒸馏水中，回流至溶液呈透明状，过滤，自然冷却，分离析出物并干燥得到CsCdBr3；将所得CsCdBr3置于容器中，加入二次蒸馏水，加热溶解后，置于30-60℃下的恒温槽中，加入挑好的无明显缺陷的小籽晶；半个月后，得到六棱柱状单晶即为所需晶体材料。
本发明还提供了上述晶体材料的制备方法，其特征是将等摩尔量的CsBr和CdI2溶于二次蒸馏水中，回流至溶液呈透明状，过滤，自然冷却，分离析出物并干燥得到CsCdBr3；将所得CsCdBr3置于容器中，加入二次蒸馏水，加热溶解后，置于30-60℃下的恒温槽中，加入挑好的无明显缺陷的小籽晶；半个月后，得到六棱柱状单晶即为所需晶体材料。
本发明所公开的无机非线性光学材料CsCdBr3以CdBr3-作为阴离子基团，A位阳离子为碱金属离子Cs+。应用本发明所述方法制备的CsCdBr3是非中心对称的结构，不同于已报道的中心对称结构CsCdBr3。此种化合物不含结晶水，在红外区和可见光区完全透明，其中红外透光范围达到远红外(25μm)。它具有较高的非线性光学系数和较好的其它物理性质，可作为非线性光学材料加以应用。
与
背景技术：
相比所具有的有益效果本发明制得的这种新型无机红外非线性光学晶体材料具有以下特点1.具有较大的倍频效应(SHG)，Kurtz粉末倍频测试结果表明其SHG为KDP的2倍；2.化合物在可见光区和红外光区均完全透明，红外透过可达25μm；3.可见光区透过意味着此种化合物的带宽较大，其紫外吸收边约为300nm，晶体的激光损伤阈值应比较大；4.不含结晶水，对空气稳定，不潮解，且热稳定性好；5.可利用简单的溶剂挥发法长出质量较好、尺寸较大的单晶。
所得化合物经过X-射线单晶结构测定，其晶体结构排列见附图
。可以看到此种化合物的阴离子基团为八面体构型，且通过共面的形式形成一维链状结构。键长分析表明，八面体中六个Cd-Br键长分为两组2.774和2.804，相差0.03；并且畸变的方向基本一致，从而有利于微观二阶非线性光学效应的几何叠加。
CsCdBr3单晶的生长将将所得CsCdBr3置于容器中，加入二次蒸馏水，加热溶解后，置于60℃恒温槽中，加入无明显缺陷的透明小籽晶，经15天后，长成较大尺寸的六棱柱状透明单晶即为所需晶体材料。
权利要求
1.一种红外无机非线性光学晶体材料，由下法制得将等摩尔量的CsBr和CdI2溶于二次蒸馏水中，回流至溶液呈透明状，过滤，自然冷却，分离析出物并干燥得到CsCdBr3；将所得CsCdBr3置于容器中，加入二次蒸馏水，加热溶解后，置于30-60℃下的恒温槽中，加入挑好的无明显缺陷的小籽晶；半个月后，得到六棱柱状单晶即为所需晶体材料。
2.权利要求1所述晶体材料的制备方法，其特征是将等摩尔量的CsBr和CdI2溶于二次蒸馏水中，回流至溶液呈透明状，过滤，自然冷却，分离析出物并干燥得到CsCdBr3；将所得CsCdBr3置于容器中，加入二次蒸馏水，加热溶解后，置于30-60℃下的恒温槽中，加入挑好的无明显缺陷的小籽晶；半个月后，得到六棱柱状单晶即为所需晶体材料。
全文摘要
本发明公开了一种非中心对称结构的CsCdBr
文档编号C30B29/12GK1396318SQ0211585
公开日2003年2月12日 申请日期2002年5月17日 优先权日2002年5月17日
发明者任鹏, 秦金贵, 杨雪梅, 刘涛, 陈创天, 吴以成 申请人:武汉大学