[发明专利]一种铅镓锗硫晶体，其制备方法及应用

说明书

本申请涉及无机非线性光学材料领域，具体讲，涉及一种铅镓锗硫晶体，其制备方法及应用。本申请的铅镓锗硫晶体的化学式为PbGa₂GeS₆，属正交晶系，空间群Fdd2，单胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，Z＝16。本申请的晶体具有优良的非线性光学性能，其粉末倍频强度和激光损伤阈值分别为AgGaS₂的0.5倍和5倍。

技术领域

本申请涉及无机非线性光学材料领域，具体讲，涉及一种铅镓锗硫晶体，其制备方法及应用。

技术背景

非线性光学晶体因其激光频率转换功能已经被广泛应用于民用及军用高科技领域，如激光倍频、影视、印刷等现代激光技术，光通讯及信号处理，军用光学限制器等。目前实际应用的非线性光学晶体主要是一些无机氧化物，例如LiB₃O₅(LBO)、β-BaB₂O₄(BBO)、KH₂PO₄(KDP)、KTiOPO₄(KTP)等，应用范围主要在紫外–可见至近红外波段，而可应用于中、远红外波段的非线性光学晶体明显较少，仅有AgGaS₂、AgGaSe₂、ZnGeP₂等。

尽管这些材料一般具有稳定性好、红外透光范围宽、非线性系数大等优点，但随着科学技术发展，对高功率激光的需求使这些红外波段的非线性光学材料表现出激光损伤阈值的不足。例如Chem.Mater.(2015,Vol.27,914–922)公开的PbGa₂GeSe₆晶体，是一种具有I-型相位匹配特征的红外非线性光学材料，其倍频效应与激光损伤阈值分别为AgGaS₂的5倍和3.7倍，但该材料激光损伤阈值仍有待提高。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的首要发明目的在于提出一种铅镓锗硫晶体。

本申请的第二发明目的在于提出该铅镓锗硫晶体的制备方法。

本申请的第三发明目的在于提出该铅镓锗硫晶体的应用。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种铅镓锗硫晶体，化学式为PbGa₂GeS₆；所述铅镓锗硫晶体属正交晶系，空间群Fdd2，单胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，Z＝16。

进一步的，所述铅镓锗硫晶体经一步自助熔剂法制备得到。

本申请涉及该铅镓锗硫晶体的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)将铅源、三硫化二镓和二硫化锗按摩尔比为0.5～4：0.8～1.2：0.8～1.2的比例混合；

(2)将混合后的混合物在真空密封条件下，加热至500～650℃保温24～100小时；

(3)降至室温，即得所述铅镓锗硫晶体。

优选的，所述铅源为氯化铅；在步骤(1)中，氯化铅、三硫化二镓和二硫化锗的摩尔比为0.5～4：1：1。

优选的，所述铅源为氯化铅与硫化铅的混合物，氯化铅和硫化铅的摩尔比为0.4～3：0.1～1。

优选的，在步骤(1)中，氯化铅、硫化铅、三硫化二镓和二硫化锗的摩尔比为0.4～3：0.1～1：1：1。

优选的，在步骤(2)中，真空度为0.01～10Pa。

优选的，在步骤(3)中，所述降至室温的降温速度为0.1～10℃/h。