本申請涉及非線性光學，主要涉及一種非線性光學晶體及其制備方法和應用。

背景技術：

1、自20世紀60年代激光問世以來，非線性光學在光學領域展現出了越來越重要的作用。在非線性光學領域，研究的重點主要是激光光束和材料之間所產生的各種非線性光學現象。通過利用材料的二階非線性光學效應（倍頻效應），可以改變基頻入射光的輸出頻率，實現激光頻率的轉換、擴展激光波長以及調制激光相位等功能，這對于激光制造、光通信、治療和軍事應用起著至關重要的作用。目前廣泛應用的非線性光學晶體主要是無機材料，然而其固有的缺點（如柔性襯底的不兼容性和加工困難）極大地阻礙了它們在柔性和集成非線性光學器件中的潛在應用。因此，開發(fā)新型非線性光學材料以促進非線性光學領域的發(fā)展勢在必行。

2、具有豐富的化學結構和光電性能的有機-無機鈣鈦礦已成為光電子應用的一種有前途的材料。特別地，手性陽離子引起的晶格反轉對稱性的破壞為手性有機-無機鈣鈦礦在非線性光學領域開辟了新的途徑。與三維材料相比，低維鈣鈦礦材料由于光物質相互作用、各種激子效應、結構多樣性和大晶格畸變等因素，表現出更明顯的非線性光學響應。同時，這些低維鈣鈦礦材料的大帶隙導致它們在更寬的光譜范圍內透明，為二階非線性光學應用提供了更寬的波長窗口。然而，大多數低維手性鈣鈦礦材料含有有毒的pb2+，嚴重阻礙了它們的非線性光學器件商業(yè)化應用。鄰近的va族陽離子bi3+具有pb2+類似的離子半徑和電負性，但與有毒的pb2+相比毒性較小，被認為是pb2+的理想等電子替代品。另外，bi3+的引入也可以促進低維鈣鈦礦結構的形成，進一步提高穩(wěn)定性。因此，無毒鉍基低維有機-無機鈣鈦礦將成為鈣鈦礦應用的一個新的重要探索領域，將加速集成非線性光學器件的發(fā)展，開發(fā)新型鉍基低維有機-無機鈣鈦礦以促進非線性光學領域的發(fā)展勢在必行。

3、因此，現有技術還有待于改進和發(fā)展。

技術實現思路

1、鑒于上述現有技術的不足，本申請的目的在于提供一種非線性光學晶體及其制備方法和應用，旨在提供一種新的鉍基低維有機-無機鈣鈦礦，該非線性光學晶體為無鉛有機-無機鈣鈦礦晶體( s-c9h14n)4bi2cl10，表現出出色的非線性光學性能，為非線性光學材料的研究開辟了新的領域。

2、本申請的技術方案如下：

3、一種非線性光學晶體，其中，所述非線性光學晶體的化學式為( s-c9h14n)4bi2cl10。

4、所述的非線性光學晶體，其中，所述非線性光學晶體屬于單斜晶系，空間群為p21，晶胞參數為a＝11.8065??，b＝25.4721??，c＝32.3996??，α＝γ＝90°，β＝91.332°，v＝9741.1??3。

5、所述的非線性光學晶體，其中，所述非線性光學晶體為半透明白色晶體，透過范圍為0.33-3.0μm，倍頻性能為0.029×aggas2。

6、一種如上所述的非線性光學晶體的制備方法，其中，包括以下步驟：

7、以bi2o3和( s)-(-)-b-甲基苯乙胺為原料，室溫下將所述( s)-(-)-b-甲基苯乙胺和所述bi2o3分別溶于氫氯酸溶液中，溶解后將兩者混合，加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，析出晶體，得到所述非線性光學晶體。

8、所述的非線性光學晶體的制備方法，其中，所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，析出晶體的過程包括以下步驟：

9、加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，待混合溶液冷卻至室溫處于過飽和狀態(tài)，靜置結晶；

10、所述靜置結晶的過程包括以下步驟：

11、靜置120-240min后，容器底部出現晶體顆粒，繼續(xù)靜置使晶體長大直至不再析出；

12、在所述靜置結晶的步驟后，還包括以下步驟：

13、將溶液過濾掉，用純氯苯將析出的所述晶體沖洗干凈，常溫下干燥。

14、所述的非線性光學晶體的制備方法，其中，所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，析出晶體的過程包括以下步驟：

15、加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，待混合溶液冷卻至室溫，將所述混合溶液逐滴滴加于伴有磁子攪動的純氯苯中，滴加完畢后，過濾得到析出于純氯苯中的物質，用純氯苯沖洗干凈，常溫下干燥。

16、所述的非線性光學晶體的制備方法，其中，所述室溫下將所述( s)-(-)-b-甲基苯乙胺和所述bi2o3分別溶于氫氯酸溶液中的過程，具體包括以下步驟：

17、室溫下將所述( s)-(-)-b-甲基苯乙胺溶于所述氫氯酸溶液中，100-200℃攪拌30-60min，使其充分溶解；

18、室溫下將所述bi2o3溶于所述氫氯酸溶液中，100-200℃攪拌30-60min，使其充分溶解；

19、所述氫氯酸溶液的質量濃度范圍為36%-38%；

20、所述bi2o3和所述(s)-(-)-b-甲基苯乙胺之間的摩爾比為1：2-4；

21、每1mmol?所述bi2o3對應使用10-20ml所述氫氯酸溶液，每4mmol?所述( s)-(-)-b-甲基苯乙胺對應使用10-20ml的所述氫氯酸溶液。

22、所述的非線性光學晶體的制備方法，其中，所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，加熱溫度為120-200℃，攪拌時間為1h-2h。

23、所述的非線性光學晶體的制備方法，其中，所述bi2o3和所述(s)-(-)-b-甲基苯乙胺之間的摩爾比為1：4；

24、所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，加熱溫度為150℃。

25、一種如上所述的非線性光學晶體的應用，其中，將所述非線性光學晶體用于制備非線性光學器件。

26、有益效果：本申請的非線性光學晶體為有機-無機鈣鈦礦晶體( s-c9h14n)4bi2cl10，不含毒鉛，透過范圍為0.33-3.0?μm，其粉末倍頻性能與0.029×aggas2相當，該非線性光學晶體可應用于非線性光學領域，豐富非線性光學材料研究內容。

技術特征：

1.一種非線性光學晶體，其特征在于，所述非線性光學晶體的化學式為(s-c9h14n)4bi2cl10；

2.根據權利要求1所述的非線性光學晶體，其特征在于，所述非線性光學晶體為半透明白色晶體，透過范圍為0.33-3.0μm，倍頻性能為0.029×aggas2。

3.一種如權利要求1-2任一項所述的非線性光學晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的非線性光學晶體的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，析出晶體的過程包括以下步驟：

5.根據權利要求3所述的非線性光學晶體的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑，析出晶體的過程包括以下步驟：

6.根據權利要求3所述的非線性光學晶體的制備方法，其特征在于，所述室溫下將所述(s)-(-)-b-甲基苯乙胺和所述bi2o3分別溶于氫氯酸溶液中的過程，具體包括以下步驟：

7.根據權利要求3所述的非線性光學晶體的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌揮發(fā)部分溶劑的過程中，加熱溫度為120-200℃，攪拌時間為1h-2h。

8.根據權利要求3所述的非線性光學晶體的制備方法，其特征在于，所述bi2o3和所述(s)-(-)-b-甲基苯乙胺之間的摩爾比為1：4；

9.一種如權利要求1-2任一項所述的非線性光學晶體的應用，其特征在于，將所述非線性光學晶體用于制備非線性光學器件。

技術總結
本申請涉及非線性光學技術領域，公開了一種非線性光學晶體及其制備方法和應用，所述非線性光學晶體的化學式為(S?C<subgt;9</subgt;H<subgt;14</subgt;N)<subgt;4</subgt;Bi<subgt;2</subgt;Cl<subgt;10</subgt;。本申請的非線性光學晶體為無鉛有機?無機鈣鈦礦晶體，不含有毒鉛，透過范圍為0.33?3.0?μm，其粉末倍頻性能與0.029×AgGaS<subgt;2</subgt;相當，該非線性光學晶體可應用于非線性光學領域，豐富非線性光學材料研究內容。

技術研發(fā)人員：董美秋,董克燕,郭揚武,張鈺,楊興龍
受保護的技術使用者：季華實驗室
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6