CN103382573A - 非线性光学晶体Pb2NbO2(SeO3)2Cl及其制备和用途 - Google Patents

非线性光学晶体Pb2NbO2(SeO3)2Cl及其制备和用途 Download PDF

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毛江高
曹雪丽
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Abstract

本发明涉及非线性光学晶体Pb2NbO2(SeO3)2Cl的制备方法和用途。该化合物属于单斜晶系空间群为P21，晶胞参数为a = 8.5110(5) Å， b = 5.4148(2) Å，c = 10.7300(6) Å，β = 111.753(7) ˚，Z = 2，晶胞体积为V = 459.28(4) Å3。采用水热法制备。Pb2NbO2(SeO3)2Cl的粉末倍频(SHG)系数约为KDP(KH2PO4)的2.3倍。

Description

非线性光学晶体Pb2NbO2(SeO3)2Cl及其制备和用途
技术领域
本发明属于非线性光学晶体材料及其合成。
背景技术
非线性光学晶体，具有倍频效应(SHG)，在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。目前实际应用的非线性光学晶体包括LiB3O5(LBO), β-BaB2O4 (BBO), KH2PO4 (KDP), KTiOPO4 (KTP)等。最近研究表明含孤对电子的Se(IV), Te(IV)的化合物立体化学构型非常丰富，与易Jahn-Tellor畸变的Mo，W(Ⅵ)等结合也可得到性能优越的非线性光学材料, 如Na2TeW2O9, BaTeM2O9 (M=Mo6+, W6+)。近年来，Pb2+由于其立体活性的孤对电子而被广泛的研究。我们致力于将含铅的氧化物,Se4+/Te4+与d0过渡金属结合，希望可以得到性能优越的新型非线性光学材料。该体系中，已经报道了一例具有SHG性能的晶体：Pb4(VO2)2(SeO3)4(Se2O5)具有非心结构，其粉末SHG系数大约为SiO2的150倍。我们希望将卤素离子（F-,Cl-，Br-,I-）引入该体系来增强材料的倍频系数，得到有应用价值的新型非线性光学材料。有关这方面的研究尚无文献报道。
发明内容
本发明的目的在于制备一种非线性光学晶体Pb2NbO2(SeO3)2Cl。
Pb2NbO2(SeO3)2Cl属单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为a = 8.5110(5) Å， b = 5.4148(2) Å，c = 10.7300(6) Å，β= 111.753(7) º，Z = 2，晶胞体积为V = 459.28(4) Å3。它的结构包含沿b轴的阳离子链(Pb2Cl)3+和阴离子链[NbO2(SeO3)2]3-，NbO6八面体通过共顶点形成沿b轴方向的链，Se(1)O3和Se(2)O3分别以桥连和单齿的形式悬挂在NbO6八面体的周围，形成沿b轴方向的阴离子链 [TiOF(SeO3)2]3-。阳离子链和阴离子链通过Pb-O键连接形成三维骨架。
Pb2NbO2(SeO3)2Cl的合成方法：将PbCl2，SeO2与6ml蒸馏水混合均匀，放于水热反应釜内，在200-240℃反应数小时，可得到棒状的无色晶体，产率约为78％（以Pb元素计算）。
非线性光学测量表明, Pb2NbO2(SeO3)2Cl具有优良的非线性光学性能, 在1064nm激光照射下输出很强的532nm绿光, 其粉末SHG系数为KDP的2.3倍。预期在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。此类非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。
具体实施方式
实例1
PbCl2 (166.9 mg, 0.6 mmol), Nb2O5 (53.2 mg, 0.4 mmol), SeO2 (111.0 mg, 1.0 mmol), HF (0.10 mL) 和 H2O(6 mL)装入水热反应釜中混合均匀，密封，置于箱式电阻炉中，经过300 min从30℃升温到210℃，恒温反应5500 min，最后以2℃每小时降至40℃，可得到无色棒状晶体。

Claims (3)

1.化学式为Pb2NbO2(SeO3)2Cl的非线性光学晶体，属单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为a = 8.5110(5) Å， b = 5.4148(2) Å，c = 10.7300(6) Å， β = 111.753(7) º，Z = 2，晶胞体积为V = 459.28(4) Å3。
2.权利要求1所述的非线性光学晶体的制备方法，采用水热法制备, 其特征在于：采用PbCl2、Nb2O5、SeO2、氢氟酸为原料，密封高压反应釜中水热反应，反应温度为200～240 ℃反应时间3～5天，冷却至室温，即可获得Pb2NbO2(SeO3)2Cl。
3.权利要求1所述的非线性光学晶体用以实现波长为1.064μm的激光光束的二倍频或三倍频谐波输出。
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