專利名稱：非線性光學(xué)材料ZnTeMoO₆及其晶體的生長(zhǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)晶體材料及其生長(zhǎng)方法，具體地說是涉及到一種新型非線性光學(xué)材料碲鉬酸鋅(化學(xué)式SiTeMoO6)及其晶體的生長(zhǎng)方法。
背景技術(shù)：
非線性光學(xué)效應(yīng)是入射光波電場(chǎng)與晶體中的分子或基團(tuán)相互作用的結(jié)果。利用晶體的二階非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的倍頻、混頻、參量振蕩及光參量放大的變頻技術(shù)，以應(yīng)用于醫(yī)療、核聚變、激光武器、光通訊、光存儲(chǔ)等方面。無機(jī)非線性光學(xué)晶體材料在二階非線性光學(xué)材料中占據(jù)主導(dǎo)位置。碲鉬酸鋅的化學(xué)式為SiTeMoO6,正交晶體，空間群為P2&2，晶體結(jié)構(gòu)中無對(duì)稱中心。由于SiTeMoO6*存在含d°軌道的過渡金屬陽離子(Mo6+)和含孤對(duì)電子的陽離子(Te4+)， 這兩種陽離子都會(huì)產(chǎn)生姜-泰勒效應(yīng)(Jahn-Teller effect)，分子的電子云在某些情形下發(fā)生構(gòu)型形變，因而SiTeMoO6會(huì)是一種優(yōu)良的二階非線性光學(xué)材料，故SiTeMoO6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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種新型非線性光學(xué)材料碲鉬酸鋅及其晶體的生長(zhǎng)方法，特別是采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中生長(zhǎng)碲鉬酸鋅晶體的方法。非線性光學(xué)材料SiTeMoO6,包括S^eMoO6多晶粉體和S^eMoO6晶體，其特征在于 粉末倍頻效應(yīng)為2 XKTP,晶體透過范圍為0. 4 μ m-22. 2 μ m,材料具備相位匹配能力。所述S1TeMoO6多晶粉體采用固相合成法制備，所述SiTeMoO6晶體采用緩冷法在 TeO2-MoO3熔鹽體系中自發(fā)成核生長(zhǎng)。所述S1TeMoO6多晶粉體的制備方法如下將&ι0、TeO2和MoO3按比例混合均勻，置于鉬坩堝，500-600°C煅燒10_30h，冷卻， 瑪瑙研缽中研細(xì)，對(duì)粉體進(jìn)行X射線衍射分析，重復(fù)上述操作，直至所得粉體為純相。所述SiTeMoO6 晶體，生長(zhǎng)原料為 SiiTeMoO6 粉體、TeR 和 MoO3,或 ZnOJeR 和 MoO3, 以TeA和MoO3作為助溶劑，采用自發(fā)成核生長(zhǎng)，ZnTeMoO6晶體的生長(zhǎng)方法如下將原料按比例混合均勻，置于鉬坩堝，放入自制晶體生長(zhǎng)爐中，快速升溫至熔化， 恒溫25h，使熔體完全熔化均勻，晶體的生長(zhǎng)依靠自發(fā)成核，以2-10°C /h降溫至400°C，再以 20-300C /h降溫至室溫，用熱的稀鹽酸浸泡坩堝，洗去助溶劑，烘干后即得到晶體。本發(fā)明的有益效果是(1) ZnTeMoO6具有較大的倍頻效應(yīng)，其粉末倍頻效應(yīng)與兩倍的KTP相當(dāng)，且具備相位匹配能力；(2) ZnTeMoO6 晶體的透過率范圍為0. 4 μ m-22. 2 μ m ；(3) ZnTeMoO6晶體不潮解，不溶于水，不溶于稀鹽酸，物理化學(xué)性能穩(wěn)定。本發(fā)明可應(yīng)用于醫(yī)療、核聚變、激光武器、光通訊、光存儲(chǔ)等方面。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中S1TeMoO6粉體的X射線衍射圖譜圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中SiTeMoO6晶體的照片圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中SiTeMoO6晶體的紫外-可見-近紅外透過光譜圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中SiTeMoO6晶體的紅外透過光譜(2. 5 μ m_22. 2 μ m)圖5為本發(fā)明SiTeMoO6晶體的相位匹配圖
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1采用固相合成制備SiTeMoO6粉體將SiO (國(guó)藥)、Te02 (四川鑫龍碲業(yè))和MoO3 (上海龍津)按摩爾比1 1 1混合均勻，置于p30x30mm的鉬坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中，緩慢升溫至550°C，保溫20h， 冷卻至室溫后，將燒結(jié)后的粉體在瑪瑙研缽中研細(xì)。重復(fù)對(duì)粉體進(jìn)行煅燒、研磨3次后，得到白色SiiTeMoO6粉體。利用MiniflexII型X-射線衍射儀對(duì)粉體進(jìn)行X射線衍射分析，并與IS⑶數(shù)據(jù)庫(kù)中SiTeM0O6(Cc)Il Code :163981)的X-射線衍射圖譜進(jìn)行比較(圖1)，結(jié)果顯示為純 ZnTeMoOj0實(shí)施例2采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中生長(zhǎng)S^eMoO6晶體將SiTeMoO6(實(shí)施例1制得)、TeO2和MoO3按摩爾比1 3 3混合均勻，置于 Φ30Χ30πιπι的鉬坩堝中，將坩堝放入晶體生長(zhǎng)爐(溫度控制器為AL-808P型，Pt-Iih熱電偶)，緩慢升溫至630°C，恒溫25h，使熔體熔化均勻，利用自發(fā)成核，以5°C /h降溫至400°C， 再以25°C/h降溫至室溫。用熱的稀鹽酸浸泡坩堝，洗去助溶劑，烘干后即得到晶體。晶體呈薄片狀，尺寸最大為5mmX4mmXlmm(圖2)。圖3、4為SiTeMoO6晶體的透過率曲線，晶體的透過率范圍為0. 4 μ m_22. 2 μ m。圖 5為S^eMoO6晶體的高溫差示熱曲線。實(shí)施例3采用緩冷法在1TeO2-M0O3熔鹽體系中生長(zhǎng)SiTeMoO6晶體將&10、1^02和] 003按摩爾比1 4 4混合均勻，置于Φ 30 X 30謹(jǐn)?shù)你f坩堝中， 將坩堝放入晶體生長(zhǎng)爐(溫度控制器為AL-808P型，Pt-Iih熱電偶)，緩慢升溫至630°C，恒溫25h，使熔體熔化均勻，以5°C /h降溫至400°C，再以25°C /h降溫至室溫。用熱的稀鹽酸浸泡坩堝，洗去助溶劑，烘干后即得到晶體。實(shí)施例4ZnTeMoO6粉末倍頻效應(yīng)材料的倍頻性能通過Kurtz粉末倍頻測(cè)試法測(cè)得，以KTP粉末作為標(biāo)樣，用1064nm Nd:YAG脈沖激光作為光源，測(cè)得SiTeMoO6粉末倍頻效應(yīng)與兩倍的KTP相當(dāng)。實(shí)施例5
SiTeMoO6相位匹配測(cè)試將SiTeMoO6粉末研磨，篩成不同粒度范圍(見圖5)的粉末，分別裝入兩面有玻璃窗的樣品池，使用1064nm Nd:YAG脈沖激光作為光源，KTP粉末作為標(biāo)樣。結(jié)果顯示， ZnTeMoO6可以實(shí)現(xiàn)基頻波1064nm的相位匹配，具備相位匹配能力。
權(quán)利要求
1.非線性光學(xué)材料SiTeMoO6，其特征在于其粉末倍頻效應(yīng)為2XKTP，其晶體透過范圍為0. 4 μ m-22. 2 μ m，具備相位匹配能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性光學(xué)材料SiTeMoO6晶體，其特征在于晶體呈薄片狀， 尺寸最大為5mmX 4mmX Imm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性光學(xué)材料SiTeMoO6的多晶粉體的制備方法，其特征在于以SiO、TeO2和MoO3為原料，采用固相反應(yīng)合成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性光學(xué)材料SiTeMoO6的晶體的生長(zhǎng)方法，其特征在于 生長(zhǎng)原料為ZnTeMoO6粉體、TeO2和MoO3,或ZnO, TeO2和MoO3,以TeO2和MoO3作為助溶劑， 采用自發(fā)成核生長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生長(zhǎng)方法，其特征在于，所述生長(zhǎng)條件為熔體均化恒溫時(shí)間為25h，晶體的生長(zhǎng)階段降溫速率為2-10°C /h,晶體退火速率為20-30°C /h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的生長(zhǎng)方法，其特征在于生長(zhǎng)原料中SiTeMoO6粉體、TeA 和MoO3，或SiOJeO2和MoO3的摩爾比分別為1 3 3或1 4 4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型非線性光學(xué)材料碲鉬酸鋅及其晶體的生長(zhǎng)方法，特別是采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中生長(zhǎng)碲鉬酸鋅晶體。非線性光學(xué)材料ZnTeMoO6，包括ZnTeMoO6多晶粉體和ZnTeMoO6晶體，其特征在于粉末倍頻效應(yīng)為2×KTP，透過范圍為0.4μm-22.2μm；所述ZnTeMoO6多晶粉體采用固相合成法制備，所述ZnTeMoO6晶體，生長(zhǎng)原料為ZnTeMoO6粉體、TeO2和MoO3，或ZnO、TeO2和MoO3，以TeO2和MoO3作為助溶劑，采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中自發(fā)成核生長(zhǎng)。該晶體可應(yīng)用于非線性光學(xué)領(lǐng)域，豐富非線性光學(xué)材料研究?jī)?nèi)容。
文檔編號(hào)C30B9/12GK102534793SQ20111034415
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者孫志華, 洪茂椿, 羅軍華, 金成國(guó), 陳天亮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所