專利名稱：：一種新型非線性光學(xué)晶體［C₆H₁₃N₂］［B₅O₆(OH)₄］的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光電子功能材料
技術(shù)領(lǐng)域：
中的光學(xué)和人工晶體材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種作為激光調(diào)制工作物質(zhì)中的非線性光學(xué)晶體材料。
背景技術(shù)：
：利用具有不同非線性光學(xué)效應(yīng)的材料可以制造出諸如調(diào)制、開關(guān)、存儲(chǔ)和限幅等各種進(jìn)行光信息處理的重要元器件。非線性光學(xué)(NLO)功能晶體被廣泛應(yīng)用在激光與光電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，如光纖通信、光存儲(chǔ)、激光加工、激光醫(yī)療、激光武器、激光核聚變等
技術(shù)領(lǐng)域：
。目前，從紫外到近紅外波段已有優(yōu)良的NLO晶體材料(磷酸二氫鉀KDP、偏硼酸鋇BBO、三硼酸鋰LBO、磷酸鈦氧鉀KTP、鈮酸鋰LN、鉭酸鉀KT、鈮酸鍶鋇BSN等)可供選擇應(yīng)用和開發(fā)。無(wú)機(jī)晶體是人們最早研究和使用的一類非線性光學(xué)材料，雖然這些材料的晶體生長(zhǎng)技術(shù)己日趨成熟，但仍存在著明顯的不足之處如價(jià)格昂貴，易于損傷，而且只能用單晶材料工作，難以實(shí)現(xiàn)光學(xué)集成。有機(jī)非線性光學(xué)材料雖然有很大的非線性系數(shù)，但有機(jī)材料的熱穩(wěn)定性低、可重復(fù)性差和光傳播損耗大等問(wèn)題仍未能完全解決。近年來(lái)興起的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化非線性光學(xué)材料突破了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)、有機(jī)材料的界限，它們不僅兼有有機(jī)、無(wú)機(jī)材料的性能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成，也提高了有機(jī)分子和材料非線性性能的熱穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)了功能復(fù)合和協(xié)同優(yōu)化。錢國(guó)棟等發(fā)明了一種雙點(diǎn)鍵連型無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化非線性光學(xué)材料(專利公開號(hào)CN1887937)，有望在電光調(diào)制器件中得到實(shí)際應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于公開一種新型無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化非線性光學(xué)晶體三乙烯二胺五硼酸鹽(簡(jiǎn)稱TEDABO)。TEDABO分子式為[QHuN2][B506(OH)4]，屬于單斜晶系，空間群為Cc，屬于非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。TEDABO可用固相反應(yīng)得到，合成的化學(xué)反應(yīng)如下C6H12N2+5H3B03—[C6H13N2][B506(OH)4]+5H20所用的原料純度及廠家如下<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>C6H12N296%國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司H3B0399.5%宜興市化學(xué)試劑二廠合成的條件如下用分析純硼酸H3B03和三乙烯二胺C6HnN2為原料，按摩爾比為5:1精確稱量，在室溫混合、攪拌均勻至膠狀物后置于氧彈中，加熱至150°C~180'C均可得到塊狀TEDABO晶體。生長(zhǎng)條件如下-晶體生長(zhǎng)的工藝參數(shù)為生長(zhǎng)溫度在15(TC18(TC,晶化7天。典型的生長(zhǎng)過(guò)程見實(shí)施例。將生長(zhǎng)出的三乙烯二胺五硼酸鹽[C6HuN2][B506(OH)4]晶體，在單晶衍射儀上進(jìn)行了衍射數(shù)據(jù)的收集，結(jié)構(gòu)分析表明，[C諷3N2][B506(OH)4]屬于單斜晶系，空間群為Ce,單胞參數(shù)為a=10.205(2)A，b=14.143(3)A,c=11.003(2)A,a"=90.000,p=113.97(3)，V=1451.1(5)A3。將生長(zhǎng)出的三乙烯二胺五硼酸鹽[C6HuN2][B506(OH)4]晶體，進(jìn)行倍頻系數(shù)、紅外光譜、X射線粉末衍射分析、差熱和熱重等分析測(cè)試，結(jié)果表明[C6HnN2][B506(OH)4]晶體的有效倍頻系數(shù)與KDP晶體d36的相當(dāng)。晶體在25(TC分解，在25(TC以下沒(méi)有相變。-圖1是三乙烯二胺五硼酸鹽[C6HuN2][B506(OH)4]的晶體結(jié)構(gòu)；圖2是非線性光學(xué)晶體[C6HnN2][B506(OH)4]用于1.06|am波長(zhǎng)激光的頻率轉(zhuǎn)換示意圖，其中1是全反射鏡，2是調(diào)Q晶體，3是偏振片，4是YAG棒，5是輸出耦合鏡，6是準(zhǔn)直鏡，7是[(:61113化][8506(0印4]晶體，8是衰減片，9是波長(zhǎng)為1.06nm的激光，10是經(jīng)過(guò)[C6HuN2][B5O6(OH)4]晶體倍頻轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的0.532pm的激光。具體實(shí)施例方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施方式優(yōu)選方案h按摩爾比為51準(zhǔn)確稱量好H3B03和C6H12N2，將兩種混合物放入壓力氧彈聚四氟乙烯內(nèi)襯中；在室溫?cái)嚢杈鶆蛑聊z狀物，旋緊壓力氧彈蓋子；將氧彈放入恒溫箱中，升溫至180°C,恒溫7天；取出塊狀晶體，用無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次，得到無(wú)色透明晶體[C6HnN2][B506(OH)4]。在25mL壓力氧彈中可生長(zhǎng)出2.0x2.5x12.0皿113無(wú)色透明塊狀晶體，生長(zhǎng)出的晶體有較好的光學(xué)均勻性。X射線粉末衍射分析結(jié)果證明了晶體的高純度。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施方式優(yōu)選方案2:參照?qǐng)D2，首先用He-Ne激光為光源，調(diào)整各個(gè)元件使其全部在同一軸線上，調(diào)整激光諧振腔前后兩個(gè)腔片，使其平行；然后放入調(diào)Q晶體2在光路中，開通電源，再微調(diào)全反射鏡端，由全反射l、調(diào)Q晶體2、偏振片3、YAG棒4和輸出耦合鏡5構(gòu)成一個(gè)激光諧振腔為激光震蕩器，所產(chǎn)生的激光通過(guò)準(zhǔn)直鏡6，輸出即得到發(fā)散角小于1毫弧度、波長(zhǎng)為1.06pm的紅外激光9;再將[C6HuN2][B506(OH)4]晶體7放在倍頻晶體架內(nèi)，則可輸出0.53pm的綠光10到衰減片8，觀察到較強(qiáng)的綠光倍頻效應(yīng)，其SHG效應(yīng)與KDP晶體的相當(dāng)。權(quán)利要求1.一種新型非線性光學(xué)晶體三乙烯二胺五硼酸鹽，其特征在于該晶體的分子式為[C6H13N2][B5O6(OH)4]，屬于單斜晶系，空間群為Cc，單胞參數(shù)為α＝γ＝90.000，β＝113.97(3)，2.如權(quán)利要求1所述的三乙烯二胺五硼酸鹽非線性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于以分析純H3B03和QH!2N2為原料，按摩爾比為5:1精確稱量，在室溫混合、攪拌均勻至膠狀物后置于氧彈中，加熱至180'C即得產(chǎn)物。3.如權(quán)利要求1所述的非線性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)方法，其特征在于該晶體采用固相反應(yīng)，生長(zhǎng)條件將固相反應(yīng)物在室溫?cái)嚢杈鶆蛑聊z狀物后置于氧彈中，在18(TC晶化7天。4.如權(quán)利要求1所述的非線性光學(xué)晶體的用途，其特征在于用該晶體制造出各種光學(xué)器件，可改變激光的波長(zhǎng)，應(yīng)用于非線性光學(xué)領(lǐng)域。全文摘要本發(fā)明涉及一種新型非線性光學(xué)晶體三乙烯二胺五硼酸鹽(簡(jiǎn)稱TEDABO)，屬于光學(xué)和人工晶體材料領(lǐng)域。它的分子式為[C₆H₁₃N₂][B₅O₆(OH)₄]，屬于單斜晶系，空間群為C_c，單胞參數(shù)為a＝10.205(2)，b＝14.143(3)，c＝11.003(2)，α＝γ＝90.000，β＝113.97(3)，V＝1451.1(5)³。晶體無(wú)色透明，溶于水。以分析純H₃BO₃和C₆H₁₂N₂為原料，按摩爾比為5∶1精確稱量，在室溫混合、攪拌均勻至膠狀物后置于氧彈中，加熱至180℃晶化即可得到塊狀TEDABO晶體。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制得的材料具有良好的非線性光學(xué)性能，該晶體可應(yīng)用于非線性光學(xué)領(lǐng)域，豐富了非線性光學(xué)材料的研究?jī)?nèi)容。文檔編號(hào)G02F1/35GK101452179SQ200710197040公開日2009年6月10日申請(qǐng)日期2007年12月1日優(yōu)先權(quán)日2007年12月1日發(fā)明者劉歡欣,吳淑莉,梁云霄,曉江,潘建國(guó)申請(qǐng)人:寧波大學(xué)