專(zhuān)利名稱(chēng)：硒稼鋁鋇化合物、硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體及制法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硒稼鋁鋇化合物、硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體(硒稼鋁鋇單晶)及 該硒稼鋁鋇單晶的制備方法和該硒稼鋁鋇單晶用于制作的非線(xiàn)性光學(xué)器件的用途。
背景技術(shù)：
具有非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)的晶體稱(chēng)為非線(xiàn)性光學(xué)晶體。這里非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)是指倍 頻、和頻、差頻、參量放大等效應(yīng)。利用晶體的非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)，可以制成二次諧波發(fā)生器， 上、下頻率轉(zhuǎn)換器，光參量振蕩器等非線(xiàn)性光學(xué)器件。激光器產(chǎn)生的激光可通過(guò)非線(xiàn)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，可以分為紫外光區(qū)、可見(jiàn)和近紅外光區(qū)、以及中紅外光區(qū)非線(xiàn)性光學(xué) 材料三大類(lèi)。可見(jiàn)光區(qū)和紫外光區(qū)的非線(xiàn)性光學(xué)晶體材料已經(jīng)能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的要求；如 在二倍頻(532nm)晶體中實(shí)用的主要有 KTP (KTiOPO4)、BBO ( β-BaB2O4)、LBO (LiB3O5)晶體； 在三倍頻(355nm)晶體中實(shí)用的有BBO、LBO、CBO(CsB3O5)可供選擇。而紅外波段的非線(xiàn)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AgGaA (Q = S，Se, Te)，現(xiàn)有紅外非線(xiàn)性晶體存在的問(wèn)題包括光損傷閾值太低、晶體生長(zhǎng)困難和對(duì)Iym 左右的激光的雙光子吸收等問(wèn)題，直接影響了實(shí)際使用。紅外波段非線(xiàn)性光學(xué)晶體在光電 子領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，例如它可以通過(guò)光參量振蕩或光參量放大等手段將近紅外波段的 激光(如1.064μπι)延伸到中遠(yuǎn)紅外區(qū)；也可以對(duì)中紅外光區(qū)的重要激光(如CO2激光， 10.6ym)進(jìn)行倍頻，這對(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(xiàn)性光學(xué)晶體材料已成為當(dāng)前非線(xiàn)性光學(xué)材料研究領(lǐng)域的難點(diǎn)和前沿方向之

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種硒稼鋁鋇化合物及制備方法，該硒稼鋁鋇化合物化學(xué)式 為 BaAlj^a4-Je7，其中 0 < χ < 4。本發(fā)明另一目的在于提供一種硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體及其制備方法，硒稼鋁鋇 非線(xiàn)性光學(xué)晶體化學(xué)式為BaAlxGa4_xSe7，其中0 < χ < 4。本發(fā)明再一目的在于提供該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的硒稼鋁鋇化合物，其化學(xué)式BaAlxGi^xSe7，其中0 < χ < 4。本發(fā)明提供的硒稼鋁鋇化合物的固相反應(yīng)制備方法，其步驟如下將含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)k按照摩爾比Ba Al Ga Se =1 χ (4-χ) 7的比例配料并混合均勻后，加熱至800-950°C進(jìn)行固相反應(yīng)，得 BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4 ；所述含Ba物質(zhì)為單質(zhì)鋇或硒化鋇；所述含Al物質(zhì)為 單質(zhì)鋁或三硒化二鋁；所述含( 物質(zhì)為單質(zhì)稼或三硒化二稼。所述的固相反應(yīng)步驟是將上述含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)％配
4料研磨之后裝入石英管中，對(duì)石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以 10-500C /小時(shí)的速率升溫至800-950°C，恒溫48-72小時(shí)，待冷卻后取出樣品；對(duì)取出的樣 品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫 至800-950°C燒結(jié)M-48小時(shí)；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼鋁鋇化合物。
所述硒稼鋁鋇化合物可按下述化學(xué)反應(yīng)式制備(1) Ba+xAl+ (4-χ) Ga+7Se = BaAlxGa4^xSe7 ；(2) BaSe+xAl+ (4-χ) Ga+6Se = BaAlxGa4^xSe7 ；(3) 2Ba+xA12Se3+ (4-χ) Ga2Se3+2Se = 2BaAlxGa4_xSe7 ；(4) 2BaSe+xAl2Se3+ (4-χ) Ga2Se3 = 2BaAlxGa4_xSe7o本發(fā)明提供的硒稼鋁鋇化合物的氣相傳輸制備方法，為如下步驟按照摩爾比Ba Al Ga Se = 1 χ (4-χ) 7稱(chēng)取單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al、單 質(zhì)( 和單質(zhì)％，將所述單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 均勻混合后放在石英管的一端，將所述 單質(zhì)義放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)義的 一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 混合物的一端在水平合成爐 的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為400-600°C，高溫區(qū)溫度為800-1000°C，保溫至少3小時(shí)，再 降至室溫，得到BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4。本發(fā)明提供的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體不具 備對(duì)稱(chēng)中心，屬單斜晶系，空間群為Pc，其晶胞參數(shù)為a = 7. 556(2)-7. 625(2) K, b = 6.452(1)-6. 511(1) A, c = 14. 574(4)-14. 702(4) Α, α = Y = 90 。，β = 121. 10(2)-121. 35(2) °。本發(fā)明提供的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的一種制備方法，其為高溫熔體自發(fā)結(jié)晶 法生長(zhǎng)硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其步驟為將粉末狀硒稼鋁鋇化合物加熱至熔化得高溫 熔液并保持Μ-96小時(shí)后，以0. 1-10°C/小時(shí)的降溫速率降溫至室溫，得到透明的硒稼鋁鋇 晶體。本發(fā)明提供的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的另一種制備方法，其可為坩堝下降法生 長(zhǎng)硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其步驟如下將硒稼鋁鋇化合物放入晶體生長(zhǎng)裝置中，緩慢升 溫至原料熔化，待原料完全熔化后，晶體生長(zhǎng)裝置以0. Ol-lOmm/h的速度垂直下降，在晶體 生長(zhǎng)裝置下降過(guò)程中進(jìn)行硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)周期為5-40天。上述制備方法中的粉末狀硒稼鋁鋇化合物可采用下述兩種方法制備一、采用固相反應(yīng)法制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物，其步驟如下將含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)k按照摩爾比Ba Al Ga Se =1 χ (4-χ) 7的比例配料并混合均勻后，加熱至800-950°C進(jìn)行固相反應(yīng)，得 BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4 ；所述含Ba物質(zhì)為單質(zhì)鋇或硒化鋇；所述含Al物質(zhì)為 單質(zhì)鋁或三硒化二鋁；所述含( 物質(zhì)為單質(zhì)稼或三硒化二稼。所述的固相反應(yīng)步驟是上述含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)義配 料研磨之后裝入石英管中，對(duì)石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以 10-500C /小時(shí)的速率升溫至800-950°C，恒溫48-72小時(shí)，待冷卻后取出樣品；對(duì)取出的樣 品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫 至800-950°C燒結(jié)M-48小時(shí)；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼鋁鋇化合物。
所述硒稼鋁鋇化合物可按下述化學(xué)反應(yīng)式制備(1) Ba+xAl+ (4-χ) Ga+7Se = BaAlxGa4^xSe7 ；(2) BaSe+xAl+ (4-χ) Ga+6Se = BaAlxGa4^xSe7 ；(3) 2Ba+xAl2Se3+ (4-χ) Ga2Se3+2Se = 2BaAlxGa4_xSe7 ；(4) 2BaSe+xAl2Se3+ (4-χ) Ga2Se3 = 2BaAlxGa4_xSe7o二、采用氣相傳輸法制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物，其步驟如下按照摩爾比Ba Al Ga Se = 1 χ (4-χ) 7稱(chēng)取單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al、單 質(zhì)( 和單質(zhì)％，將所述單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 均勻混合后放在石英管的一端，將所述 單質(zhì)％放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％的 一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 混合物的一端在水平合成爐 的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為400-600°C，高溫區(qū)溫度為800-1000°C，保溫至少3小時(shí)，再 降至室溫，得到BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4。采用上述兩種方法均可獲得尺寸為毫米級(jí)的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體；使用大尺 寸坩堝，并延長(zhǎng)生長(zhǎng)期，則可獲得相應(yīng)較大尺寸硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體。根據(jù)晶體的結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)，將晶體毛坯定向，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(xiàn)性光學(xué)器件使用，該硒稼鋁鋇非線(xiàn)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)；所 以本發(fā)明還進(jìn)一步提供硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體用于 制備非線(xiàn)性光學(xué)器件，該非線(xiàn)性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁輻射通過(guò)至少一塊該硒 稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。本發(fā)明的硒稼鋁鋇化合物、該化合物的非線(xiàn)性光學(xué)晶體及其制備方法和用途具有 如下效果在該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)中晶體易長(zhǎng)大且透明無(wú)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)；所獲得的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體具有較大 的非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)，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)；該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體可用于制作非線(xiàn)性光學(xué)器件。


圖1是采用本發(fā)明硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體制成的一種典型的非線(xiàn)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)加工后的硒稼鋁 鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，4是所產(chǎn)生的出射激光束，5是濾波片。圖2是硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物BaAlxGa4_xSe7 (χ = 2)采用2BaSe+xAlje3+ (4-χ) Ga2Se3 = 2BaAlxGa4_xSe7反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒稼 鋁鋇化合物；上述原料中所含Ba、Al、feu Se的摩爾比=1 :2:2:7所述BaSe 為 2. 163 克，所述 Al2Sii3 為 2. 904 克，所述 Giije3 為 3. 763 克；即BaSe Al2Se3 Ga2Se3 = 0. Olmol 0. Olmol 0. Olmol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱(chēng)取試劑，將它們放入研缽中，混 合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用氫氧焰將石英管 熔化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至900°C，其升溫速率為50°C /小時(shí)，恒溫48小時(shí)，待冷卻 后取出，此時(shí)樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐 內(nèi)于900°C燒48小時(shí)，這時(shí)樣品收縮成塊；此時(shí)，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得粉末狀 硒稼鋁鋇化合物產(chǎn)品。實(shí)施例2，制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物BaAlxGa4_xSe7 (χ = 0. 10)采用Ba+XAl+G-X)Ga+7Se = BaAlxGa4^xSe7反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒稼鋁鋇化 合物；上述原料中所含Ba、Al、feu Se的摩爾比=1 0. 1 3. 9 7所述Ba為1. 373克，所述Al為0. 027克，Ga為2. 718克，Se為5. 527克，即 Ba Al Ga Se = 0. Olmol 0. OOlmol 0. 039mol 0. 07mol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱(chēng)取試劑，將它們放入研缽中，混 合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用火焰將石英管熔 化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至950°C，其升溫速率為10°C/小時(shí)，恒溫72小時(shí)，待冷卻后 取出，此時(shí)樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐內(nèi) 于900°C燒結(jié)M小時(shí)，這時(shí)樣品收縮成塊；此時(shí)，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得制備粉 末狀硒稼鋁鋇化合物產(chǎn)品。實(shí)施例3，制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物BaAlxGa4_xSe7 (χ = 3. 9)采用BaSe+XAl+G-X)Ga+6k = BaAlxGa4^xSe7反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒稼鋁鋇 化合物；上述原料中所含Ba、Al、feu Se的摩爾比=1 3. 9 0. 1 7所述Bak* 2. 163克，所述Al為1. 052克，所述( 為0. 070克，所述k為4. 738 克，即 Bak Al Ga Se = 0. Olmol 0. 039mol 0. OOlmol 0. 06mol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱(chēng)取試劑，將它們放入研缽中，混 合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用火焰將石英管熔 化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至950°C，其升溫速率為20°C /小時(shí)，恒溫48小時(shí)，待冷卻后 取出，此時(shí)樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐內(nèi) 于800°C燒結(jié)48小時(shí)，這時(shí)樣品收縮成塊；此時(shí)，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得制備粉 末狀硒稼鋁鋇化合物產(chǎn)品。實(shí)施例4，制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物BaAlxGa4_xSe7 (χ = 1)采用2Ba+xAl#e3+ (4-χ) Ga2Se3+2Se = 2BaAlxGa4_xSe7 反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒 稼鋁鋇化合物；上述原料中所含Ba、Al、feu Se的摩爾比=1 :1:3:7所述Ba為1. 373克，所述Al2Se3為1. 452克，所述Ga2Se3為5. 645克，所述Se為 0.079 克，即 Ba Al2Se3 Ga2Se3 Se = 0. Olmol 0. 005mol 0. 015mol 0. Olmol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱(chēng)取試劑，將它們放入研缽中，混 合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用火焰將石英管熔化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至950°C，其升溫速率為20°C /小時(shí)，恒溫48小時(shí)，待冷卻后 取出，此時(shí)樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐內(nèi) 于800°C燒結(jié)48小時(shí)，這時(shí)樣品收縮成塊；此時(shí)，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得制備粉 末狀硒稼鋁鋇化合物產(chǎn)品。實(shí)施例5，氣相傳輸法制備粉末狀硒稼鋁鋇化合物BaAlxGa4_xSe7 (χ = 3)選擇高純度的單質(zhì)Ba、Al、fei、k按照1 χ (4-χ) 7的摩爾比定量；所述Ba為 1.373克，所述Al為0.809克，所述Ga為0.070克，所述％為5. 527克，S卩Ba Al Ga Se =0. Olmol 0. 03mol 0. Olmol 0. 07mol ；將所述單質(zhì)Ba、Al和Ga混合放在石英管的 一端，所述單質(zhì)％放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放 置單質(zhì)％的一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ba、Al和( 混合物的一端在水平合 成爐的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為500°C，高溫區(qū)溫度為900°C，保溫3小時(shí)以上，再降至 室溫，得到粉末狀硒稼鋁鋇化合物產(chǎn)品。實(shí)施例6，采用高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法制備硒稼鋁鋇晶體將實(shí)施例1、2、3、4或5中得到的硒稼鋁鋇粉末裝入Φ12πιπιΧ20πιπι的石英玻璃管
中，抽真空至10_3帕后，用氫氧焰封裝后置于管式生長(zhǎng)爐中，緩慢升至1050°c使原料完全熔 化，恒溫72小時(shí)，以TC /h的速率緩慢降溫至室溫，關(guān)閉管式生長(zhǎng)爐；待石英管冷卻后切 開(kāi)，可得到透明的硒稼鋁鋇晶體。實(shí)施例7，采用坩堝下降法制備硒稼鋁鋇晶體將實(shí)施例1、2、3、4或5中得到的硒稼鋁鋇粉末裝入Φ20πιπιΧ30πιπι的石英玻璃管 中，抽真空至10_3帕后，用氫氧焰封裝后置于晶體生長(zhǎng)爐中，緩慢升至1050°c使原料完全熔 化后，生長(zhǎng)裝置以0. Ol-IOmm/小時(shí)的速度垂直下降，生長(zhǎng)周期為5-20天；晶體生長(zhǎng)結(jié)束后， 生長(zhǎng)裝置用20小時(shí)降至室溫，得到透明的硒稼鋁鋇晶體。經(jīng)測(cè)試，上述實(shí)施例6和7所制備的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體屬單斜晶系，空 間群為 Pc，其晶胞參數(shù)為a = 7. 556(2)-7. 625(2) A，b = 6. 452(1)-6.511(1) A, c = 14. 574(4)-14. 702(4) Α，α = Y = 90° , β = 121. 10(2)-121.35(2)° ；具有倍頻效應(yīng); 圖2是該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施例8，將實(shí)施例7所得的硒稼鋁鋇晶體作透過(guò)光譜測(cè)定，該晶體在0. 37 μ m-18 μ m波長(zhǎng) 范圍內(nèi)透明；不易碎裂，易于切割、拋光加工和保存，不潮解；將實(shí)施例7所得的硒稼鋁鋇晶 體放在附圖1所示裝置標(biāo)號(hào)為3的位置處，在室溫下，用Nd:YAG激光器作光源，入射波長(zhǎng)為 1064nm的紅外光，輸出波長(zhǎng)為532nm的激光輸出，激光強(qiáng)度與AgGaS2相當(dāng)。附圖1是采用本發(fā)明硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體制成的一種典型的非線(xiàn)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)加工后的硒稼 鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，4是所產(chǎn)生的出射激光束，5是濾波片；由激光器1發(fā)出入射激光束2 射入硒稼鋁鋇單晶體3，所產(chǎn)生的出射激光束4通過(guò)濾波片5，而獲得所需要的激光束；使用本發(fā)明的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體制作的器件可以是倍頻發(fā)生器，上、下頻 率轉(zhuǎn)換器，光參量振蕩器等。激光器1可以是摻锪釔鋁石榴石(HckYAG)激光器或其它激光 器，對(duì)使用Ho:YAG激光器作光源的倍頻器件來(lái)說(shuō)，入射光束2是波長(zhǎng)為2090nm的紅外光， 通過(guò)硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體產(chǎn)生波長(zhǎng)為1045nm的倍頻光，出射光束4含有波長(zhǎng)為2090nm的基頻光和1045nm的倍頻光，濾波片5的作用是濾去基頻光成分，只允許倍頻光通過(guò)。
權(quán)利要求
1.一種硒稼鋁鋇化合物，其化學(xué)式BaAlxGE^xSe7，其中0 < χ < 4。
2.—種權(quán)利要求1所述硒稼鋁鋇化合物的固相反應(yīng)制備方法，其步驟如下將含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)％按照摩爾比Ba Al Ga Se =1 χ (4-x) 7的比例配料并混合均勻后，加熱至800-950°C進(jìn)行固相反應(yīng)，得 BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4 ；所述含Ba物質(zhì)為單質(zhì)鋇或硒化鋇；所述含Al物質(zhì)為 單質(zhì)鋁或三硒化二鋁；所述含( 物質(zhì)為單質(zhì)稼或三硒化二稼。
3.按權(quán)利要求2所述硒稼鋁鋇化合物的固相反應(yīng)制備方法，其特征在于，所述的固相 反應(yīng)步驟是將上述含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)％配料研磨之后裝入石英管 中，對(duì)石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-50°C /小時(shí)的速率升 溫至800-950°C，恒溫48-72小時(shí)，待冷卻后取出樣品；對(duì)取出的樣品重新研磨混勻再置于 石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至800-950°C燒結(jié)24-48 小時(shí)；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼鋁鋇化合物。
4.一種權(quán)利要求1所述硒稼鋁鋇化合物的氣相傳輸制備方法，其步驟如下按照摩爾比Ba Al Ga Se = 1 χ (4-χ) 7稱(chēng)取單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al、單質(zhì)( 和單質(zhì)％，將所述單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 均勻混合后放在石英管的一端，將所述單質(zhì)％ 放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％的一端位 于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 混合物的一端在水平合成爐的高溫 區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為400-600°C，高溫區(qū)溫度為800-1000°C，保溫至少3小時(shí)，再降至室 溫，得到BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4。
5.一種硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其特征在于，其不具備對(duì)稱(chēng)中心，屬單斜晶系，空 間群為 Pc，其晶胞參數(shù)為:a = 7. 556(2)-7. 625(2) A，b = 6. 452(1)-6.511(1) A, c = 14. 574(4)-14. 702(4) Α, α = Y = 90°，β = 121. 10(2)-121. 35(2) °。
6.一種權(quán)利要求5所述硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的制備方法，其為高溫熔體自發(fā)結(jié)晶 法生長(zhǎng)硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其步驟為將粉末狀硒稼鋁鋇化合物加熱至熔化得高溫熔液并保持M-96小時(shí)后，以0. I-IO0C / 小時(shí)的降溫速率降溫至室溫，得到透明的硒稼鋁鋇晶體。
7.按權(quán)利要求6所述硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于，所述粉末狀 硒稼鋁鋇化合物采用固相反應(yīng)法制備，其步驟如下將含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)％按照摩爾比Ba Al Ga Se =1 χ (4-x) 7的比例配料并混合均勻后，加熱至800-950°C進(jìn)行固相反應(yīng)，得 BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4 ；所述含Ba物質(zhì)為單質(zhì)鋇或硒化鋇；所述含Al物質(zhì)為 單質(zhì)鋁或三硒化二鋁；所述含( 物質(zhì)為單質(zhì)稼或三硒化二稼。
8.按權(quán)利要求7所述硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于，所述的固相 反應(yīng)步驟是將上述含Ba物質(zhì)、含Al物質(zhì)、含( 物質(zhì)和單質(zhì)％配料研磨之后裝入石英管 中，對(duì)石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-50°C /小時(shí)的速率升 溫至800-950°C，恒溫48-72小時(shí)，待冷卻后取出樣品；對(duì)取出的樣品重新研磨混勻再置于 石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至800-950°C燒結(jié)24-48 小時(shí)；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼鋁鋇化合物。
9.按權(quán)利要求6所述硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于，所述粉末狀硒稼鋁鋇化合物采用氣相傳輸法制備，其步驟如下按照摩爾比Ba Al Ga Se = 1 χ (4-χ) 7稱(chēng)取單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al、單質(zhì)( 和單質(zhì)％，將所述單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 均勻混合后放在石英管的一端，將所述單質(zhì)％ 放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％的一端位 于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ba、單質(zhì)Al和單質(zhì)( 混合物的一端在水平合成爐的高溫 區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為400-600°C，高溫區(qū)溫度為800-1000°C，保溫至少3小時(shí)，再降至室 溫，得到BaAlxGa4^xSe7化合物，其中0 < χ < 4。
10.一種權(quán)利要求5所述硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的制備方法，其為坩堝下降法生長(zhǎng) 硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其步驟如下將硒稼鋁鋇化合物放入晶體生長(zhǎng)裝置中，緩慢升溫至原料熔化，待原料完全熔化后， 晶體生長(zhǎng)裝置以0. Ol-lOmm/h的速度垂直下降，在晶體生長(zhǎng)裝置下降過(guò)程中進(jìn)行硒稼鋁鋇 非線(xiàn)性光學(xué)晶體生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)周期為5-40天，之后降溫至室溫得到硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶 體。
11.一種權(quán)利要求5所述的硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，其特征在于，該硒稼鋁鋇 非線(xiàn)性光學(xué)晶體用于制備非線(xiàn)性光學(xué)器件，所制備的非線(xiàn)性光學(xué)器件包含將至少一束入射 電磁輻射通過(guò)至少一塊該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁 輻射的輸出輻射的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及硒稼鋁鋇化合物、硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體及制法和用途；該硒稼鋁鋇化合物化學(xué)式BaAlxGa4-xSe7，其中0＜x＜4；可采用固相反應(yīng)或氣相傳輸法制備；該硒稼鋁鋇非線(xiàn)性光學(xué)晶體采用高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法或坩堝下降法生長(zhǎng)；所得BaAlxGa4-xSe7(0＜x＜4)非線(xiàn)性光學(xué)晶體具有非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)較大，透光波段較寬，硬度較大，機(jī)械性能好，易于加工和保存等優(yōu)點(diǎn)；該BaAlxGa4-xSe7(0＜x＜4)非線(xiàn)性光學(xué)晶體可用于制作非線(xiàn)性光學(xué)器件。
文檔編號(hào)G02F1/355GK102094245SQ20101059021
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者傅佩珍, 吳以成, 姚吉勇, 尹文龍, 梅大江, 陳創(chuàng)天 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所