非線性光學(xué)晶體及其制法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于非線性光學(xué)晶體、制備及用于領(lǐng)域，特別設(shè)及一種LisCdsSruSeis的非線 性光學(xué)晶體化isCd日SruSeis單晶）及該SnGa4Se7單晶的制備方法和該LisCd日SruSeis單晶用于 制作的非線性光學(xué)器件的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有非線性光學(xué)效應(yīng)的晶體稱為非線性光學(xué)晶體。運(yùn)里非線性光學(xué)效應(yīng)是指倍 頻、和頻、差頻、參量放大等效應(yīng)。只有不具有對(duì)稱中屯、的晶體才可能有非線性光學(xué)效應(yīng)。利 用晶體的非線性光學(xué)效應(yīng)，可W制成二次諧波發(fā)生器，上、下頻率轉(zhuǎn)換器，光參量振蕩器等 非線性光學(xué)器件。激光器產(chǎn)生的激光可通過非線性光學(xué)器件進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，從而獲得更多 有用波長(zhǎng)的激光，使激光器得到更廣泛的應(yīng)用。根據(jù)材料應(yīng)用波段的不同，可W分為紫外光 區(qū)、可見和近紅外光區(qū)、W及中紅外光區(qū)非線性光學(xué)材料Ξ大類?？梢姽鈪^(qū)和紫外光區(qū)的非 線性光學(xué)晶體材料已經(jīng)能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求;如在二倍頻(532皿)晶體中實(shí)用的主要有 KTP 化 TiOP〇4)、BBO(e-SnB2〇4)、LBO(LiB3〇5)晶體；在Ξ 倍頻（355nm)晶體中實(shí)用的有BB0、 LBO、CBO(CsB3〇5)可供選擇。而紅外波段的非線性晶體發(fā)展比較慢;紅外光區(qū)的材料大多是 ABC2型的黃銅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，如4旨6曰92(9=5,56爪），紅外非線性晶體的光損傷闊值太 低和晶體生長(zhǎng)困難，直接影響了實(shí)際使用。中紅外波段非線性光學(xué)晶體在光電子領(lǐng)域有著 重要的應(yīng)用，例如它可W通過光參量振蕩或光參量放大等手段將近紅外波段的激光（如 1.064皿)延伸到中紅外區(qū)；也可W對(duì)中紅外光區(qū)的重要激光（如C〇2激光，10.6皿)進(jìn)行倍 頻，運(yùn)對(duì)于獲得波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)的激光具有重要意義。因此尋找優(yōu)良性能的新型紅外非線性 光學(xué)晶體材料已成為當(dāng)前非線性光學(xué)材料研究領(lǐng)域的難點(diǎn)和前沿方向之一。
[0003] 我們首次研究了 LisCdsSruSeis的晶體結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)LisCdsSruSeis具有非線性光學(xué) 性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體。
[000引本發(fā)明另一目的在于提供LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體的制備方法。
[0006] 本發(fā)明再一目的在于提供LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體的用途。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[000引本發(fā)明提供的LisCd日SruSeis非線性光學(xué)晶體，該LisCd日SruSeis非線性光學(xué)晶體不 具備有對(duì)稱中屯、，屬正交晶系，空間群為P η a 2 1，其晶胞參數(shù)為：a = 14. 40姐， b =致.貓孤A，C: : 6. 7巧化，α = β= 丫 =90°。
[0009] 本發(fā)明提供的LisCdsSruSeis非線性光學(xué)晶體的制備方法，其為高溫烙體自發(fā)結(jié)晶 法生長(zhǎng)LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體，其步驟為：
[0010] 將粉末狀LisCdsSmSeis化合物或按照摩爾比Li : Cd: Sm: Se = 6:5:4:16比例混合的 混合物加熱至烙化得高溫烙液，并在該高溫烙液狀態(tài)下保持24-96小時(shí)，之后，W 1-10°C/小 時(shí)的降溫速率降溫至室溫，得到LisCdsSmSeis晶體；
[001。所述粉末狀LisCdsSmSeis化合物的制備如下：
[001^ 將^源材料、Cd源材料、Sru源材料和單質(zhì)Se單質(zhì)按照摩爾比Li:Cd:Sru:Se = 6:5: 4:16的比例混合均勻后，加熱至800-1050°0進(jìn)行化學(xué)合成，得到化學(xué)式為^6〔(1551145616化合 物，經(jīng)搗碎研磨得粉末狀LisCdsSmSeis化合物；
[0013] 所述Li源材料為裡單質(zhì)或砸化裡；
[0014] 所述Cd源材料為儒單質(zhì)或砸化儒：
[0015] 所述Sm源材料為錫單質(zhì)或二砸化錫。
[0016] 所述的化學(xué)合成為固相反應(yīng)。
[0017] 所述粉末狀LisCdsSmSeis化合物的按下述反應(yīng)式制備：
[001 引（1)化i+5Cd+4Sn+16Se = Li6Cd5SmSei6;
[0019] (2) 3Li2Se+5Cd+4Sn+13Se = LisCdsSruSeis;
[0020] (3)化 i+5CdSe+4Sn+llSe = Li6Cd5Sn4Sei6;
[00別](4)化i+5Cd+4SnSe2+8Se = LisCd日SruSeis;
[0022] (5) 3Li2Se+5CdSe+4SnSe2 = LisCdsSruSeis;
[0023] 本發(fā)明提供的LisCdsSruSeis非線性光學(xué)晶體的另一種制備方法，其為相蝸下降法 生長(zhǎng)LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體，其步驟如下：
[0024] 將粉末狀LisCdsSmSeis化合物或按照摩爾比Li : Cd: Sm: Se = 6:5:4:16比例混合的 混合物放入晶體生長(zhǎng)裝置中，升溫至原料烙化，待原料完全烙化后，晶體生長(zhǎng)裝置W0.1-lOmm/h的速度垂直下降，在晶體生長(zhǎng)裝置下降過程中進(jìn)行LisCdsSruSeis非線性光學(xué)晶體生 長(zhǎng)，得到LisCdsSmSeis晶體;其生長(zhǎng)周期為5-20天；
[002引所述粉末狀LisCdsSmSeis化合物的制備如下：
[0026] 將Li源材料、Cd源材料、Sru源材料和單質(zhì)Se單質(zhì)按照摩爾比Li:Cd:Sru:Se = 6:5: 4:16的比例混合均勻后，加熱至800-1050°〇進(jìn)行化學(xué)合成，得到化學(xué)式為^6〔(1551145616化合 物，經(jīng)搗碎研磨得粉末狀LisCdsSmSeis化合物；
[0027] 所述Li源材料為裡單質(zhì)或砸化裡；
[0028] 所述Cd源材料為儒單質(zhì)或砸化儒：
[0029] 所述Sm源材料為錫單質(zhì)或二砸化錫。
[0030] 所述LisCdsSmSeis按下述化學(xué)反應(yīng)式制備：
[0031] (1)化i+5Cd+4Sn+16Se = Li6Cd5SruSei6;
[0032] (2) 3Li2Se+5Cd+4Sn+13Se = LisCdsSruSeis;
[0033] (3)化i+5CdSe+4Sn+l 1 Se = LisCdsSruSeis;
[0034] (4)化i+5Cd+4SnSe2+8Se = LisCd 日SruSeis;
[0035] (5)3Li2Se+5CdSe+4SnSe2 = Li6Cd5SruSei6。
[0036] 采用上述兩種方法均可獲得尺寸為厘米級(jí)的LisCdsSruSeis非線性光學(xué)晶體;使用 大尺寸相蝸，并延長(zhǎng)生長(zhǎng)期，則可獲得相應(yīng)較大尺寸LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體。
[0037] 根據(jù)晶體的結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)，將晶體毛巧定向，按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶 體，將晶體通光面拋光，即可作為非線性光學(xué)器件使用，該LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體具 有物理化學(xué)性能穩(wěn)定，硬度較大，機(jī)械性能好，不易碎裂，不易潮解，易于加工和保存等優(yōu) 點(diǎn)；為此本發(fā)明還進(jìn)一步提供LisCd日SruSeis非線性光學(xué)晶體的用途，該LisCd日SruSeis非線性 光學(xué)晶體用于制備非線性光學(xué)器件，該非線性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁福射通過 至少一塊該LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁福射的輸出 福射的裝置。
[003引本發(fā)明的LisCdsSruSeis的化合物、該化合物的非線性光學(xué)晶體及其制備方法和用 途具有如下效果：
[0039] 在該LisCdsSruSeis非線性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)中晶體易長(zhǎng)大且透明無包裹，具有生長(zhǎng) 速度較快，成本低，容易獲得較大尺寸晶體等優(yōu)點(diǎn)；所獲得的LisCdsSruSeis非線性光學(xué)晶體 具有比較寬的透光波段，硬度較大，機(jī)械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等優(yōu)點(diǎn)； 該LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體可用于制作非線性光學(xué)器件。
【附圖說明】
[0040] 圖1是采用本發(fā)明LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體制成的一種典型的非線性光學(xué)器 件的工作原理圖，其中1是激光器，2是入射激光束，3是經(jīng)晶體后處理及光學(xué)加工后的 LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體，4是所產(chǎn)生的出射激光束，5是濾波片。
[OOW 圖2是LisCdsSmSeis非線性光學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[00創(chuàng)實(shí)施例1，采用高溫烙體自發(fā)結(jié)晶法制備LisCdsSmSeis晶體：
[0043] 稱取2.785克^256、9.568克〔(156和11.065克511562(即^256:〔(156:511562 = 0.03mo 1:0.05mol: 0.04mol)，均勻混合后，裝入巫12mm X 20mm的石英玻璃管中，抽真空至 10-3帕后，用氨氧焰封裝后置于管式生長(zhǎng)爐中，升至900°C，恒溫72小時(shí)，W5°C/h的速率緩慢 降溫至室溫，關(guān)