[发明专利]一种非线性光学晶体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种非线性光学晶体材料及其制备方法和应用，所述非线性光学晶体材料的结构式为Bi_0.33Sb_0.67SI，且具有位于Pmc2₁空间群的非中心对称正交结构。

技术领域

本发明涉及一种全新的非线性光学晶体材料及其制备方法，且利用此方法制备出的晶体化合物具有二次谐波响应性能，属于材料制备领域。

背景技术

非线性光学晶体是对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的功能材料，当激光光波入射到非线性光学晶体材料时，会激发非线性极化波，并通过倍频、差频、和频及光参量放大效应等方式产生新波段的光波，拓宽激光光源的波长范围，可用来调制光的强度、相位；实现激光信号的全息存；消除波前畴变的自泵浦相位共轭等等，无论是在军用还是民用领域都有着很高的需求。中红外非线性光学材料可以在中红外波段(2-20μm)产生相干可调谐激光，在医学诊断、大气探测、激光制导和激光通信等领域有着广泛的应用。所以非线性光学晶体是高新技术和现代军事技术中不可缺少的关键材料，引起了国际社会的广泛关注，已成为功能材料的热门研究方向。

1961年，Franken在实验中首次发现了红宝石激光的倍频；1984年，沈元壤出版《The Principles of Nonlinear Optics》，这二十几年间非线性光学材料有了重大的进展，非线性光学理论基本成熟，直至1985-1987年，新型非线性光学晶体BBO和LBO的发现，非线性光学开始进入应用阶段。

通过非线性光学晶体的变频技术，目前激光器的输出波段已经基本覆盖了可见光波段和近红外波段，但是在紫外波段和中远红外仍然需要研发合适的激光光源，所以探索新波段的非线性光学晶体是目前的研究热点。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种具有二次谐波响应性能的非线性光学晶体材料及其制备方法。

第一方面，本发明提供了一种非线性光学晶体材料，所述非线性光学晶体材料的结构式为Bi_0.33Sb_0.67SI，且具有位于Pmc2₁空间群的非中心对称正交结构。

本发明中，所述非线性光学晶体材料属于正交晶系，且为非中心对称结构，使其具有二次谐波响应性能。

第二方面，本发明还提供了一种上述的非线性光学晶体材料的制备方法，选用单质Bi、Sb、S和I₂作为原料并混合后，在真空中600～800℃下反应，再经清洗和干燥，得到所述非线性光学晶体材料。

较佳的，所述单质Bi、Sb、S和I₂的摩尔比为(0.33～1):(0.67～1):1:1，优选为1:1:1:1。

较佳的，所述真空的压强＜10mPa。

较佳的，在反应之前，采用火焰枪将原料封装在预抽真空的石英管中；优选地，所述石英管中原料填充比为1/6～1/5。

较佳的，所述反应的时间为24～72小时，优选为48小时。

较佳的，在反应结束之后，先以0.35～0.40℃/K的降温速率降温至200℃，再随炉降至室温，使其晶粒充分长大。

较佳的，所述清洗所用溶剂为乙醇、甲醇水溶液中的至少一种。

较佳的，所述干燥的温度为60～80℃，时间为1.5～2小时。

第三方面，本发明提供了一种上述的非线性光学晶体材料在制备医学诊断材料中的应用。

第四方面，本发明提供了一种上述的非线性光学晶体材料在大气探测、激光制导和激光通信中的应用。

有益效果：