CN109748256B - 磷酸铷铅铋及其非线性光学晶体的制备方法和用途 - Google Patents
磷酸铷铅铋及其非线性光学晶体的制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109748256B CN109748256B CN201910005541.6A CN201910005541A CN109748256B CN 109748256 B CN109748256 B CN 109748256B CN 201910005541 A CN201910005541 A CN 201910005541A CN 109748256 B CN109748256 B CN 109748256B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal
- pbbi
- compound
- nonlinear optical
- containing compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明提供一种化合物磷酸铷铅铋和磷酸铷铅铋非线性光学晶体的制备方法和用途，所述化合物的化学式为Rb3PbBi(P2O7)2，分子量为2040.92,属于单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为a=8.8410(4)Å，b=9.5088(4)Å，c=9.2041(4)Å，α=90°，β=106.192(9)°，γ=90°，单胞体积为743.07(6)Å3，晶体的倍频效应约为KH2PO4(KDP)的2倍，紫外吸收边短于294 nm，采用高温熔液法、水热法和室温法生长晶体，该晶体的化学稳定性好，可作为紫外‑可见非线性光学晶体在全固态激光器中获得应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物磷酸铷铅铋Rb3PbBi(P2O7)2和磷酸铷铅铋Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体及制备方法和用途。
背景技术
非线性光学(NLO)晶体材料是高新技术的关键材料之一，被广泛应用于激光频率转换、高速光通讯、光学存贮、激光测距、红外监测和激光对抗等领域，随着应用范围不断扩大，对非线性光学晶体材料的要求越来越高，不断探索性能优良、可以用于不同波长范围的新的非线性光学晶体，是目前面临的挑战之一。在激光技术中，直接利用激光晶体所能获得的激光波段很有限，从深紫外到红外光谱区，尚存有空白波段。非线性光学晶体材料的主要功能是变频，可用于激光倍频、和频、差频、多次倍频、参量振荡和放大等方面。通过非线性光学晶体材料的变频效应，能把某种激光器的输出波长在新的频率处产生新的激光波长，从而可以填补各类激光器件发射激光波长的空白光谱区，使激光器得到更广泛的应用。
近几年，在非线性光学晶体材料探索中，磷酸盐成为研究的热点，一系列性能优异的非线性磷酸盐晶体被合成，例如Ba3P3O10X(X＝Cl、Br)、LiRb2PO4、Cs2Ba3(P2O7)2、Sr3Zn3TeP2O14等。与硼酸盐相比，磷酸盐晶体中因含有刚性不对称PO4四面体的结构基元，使得磷酸盐通常具有较短的紫外截止边。近几年，磷酸盐非线性光学晶体的研究取得了较大的进展。2014年，福建物构所，成功合成了RbBa2(PO3)5非线性光学晶体材料，倍频效应为1.4倍KDP，吸收边为163nm。2016年，新疆理化所潘世烈研究员带领的团队，成功合成了LiCs2PO4非线性光学晶体材料，其倍频达到2.6倍KDP，截止边达到了深紫外区176nm，经过性能评估，该晶体是一种具有应用前景的深紫外非线性光学材料。尽管如此，对于大多数含有PO4四面体的磷酸盐非线性光学晶体材料，倍频系数较小，难以与平面的基团BO3基团和B3O6等相比较。因此继续制备合成综合性能优异的紫外磷酸盐非线性光学晶体材料具有重要意义和实用价值。
发明内容
本发明目的在于，提供一种化合物磷酸铷铅铋，该化合物的化学式为Rb3PbBi(P2O7)2，分子量为2040.92，采用固相反应法。
本发明的另一个目的在于，提供磷酸铷铅铋非线性光学晶体，该晶体的化学式为Rb3PbBi(P2O7)2，分子量为2040.92。其晶体结构属于单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为
α＝90°，β＝106.192(9)°，γ＝90°，单胞体积为
本发明的又一个目的在于，提供磷酸铷铅铋Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的制备方法，采用高温熔液法，水热法和室温溶液法生长晶体。
本发明所述的一种化合物磷酸铷铅铋，该化合物的化学式为Rb3PbBi(P2O7)2，分子量为2040.92。
所述化合物磷酸铷铅铋的制备方法，采用固相合成法，具体操作按下列步骤进行：将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至450-700℃，恒温24-120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2，所述含Rb化合物为RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、((BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5。
所述高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：
a、将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至650-800℃，恒温24-120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末，所述含Rb化合物RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、((BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5；
b、将步骤a得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂按摩尔比1∶0.1-6混合均匀装入铂金坩埚，置于马弗炉中，升温至650-800℃，恒温24-120小时，得到混合熔液，所述助溶剂为RbF，RbCl，NH4H2PO4，P2O5，PbO或PbF；
c、制备籽晶：将步骤b得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度0.1-2℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度5-50℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
d、生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2-20rpm的晶转，以0.1-3℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体；
所述水热法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：
a、将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至650-800℃，恒温24-120小时和前面的写法保持一致，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末，所述含Rb化合物为RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、((BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5；
b、将步骤a得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末置入去离子水中溶解，将不完全溶解的混合物在温度30-100℃超声波处理，使其充分混合溶解，用H3PO4调节pH值为3-6；
c、将步骤b得到的混合溶液转入到干净、无污染的体积为23mL的高压反应釜的内衬中，并将反应釜旋紧密封；
d、将高压反应釜放置在恒温箱内，升温至160-240℃，恒温3-20天，再以1-50℃/天的降温速率降至室温，即得到Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体；
所述室温溶液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：
a、将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至650-800℃，恒温24-120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末，所述含Rb化合物为RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、((BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5；
b、将步骤a得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末放入洗干净的玻璃容器中，加入20-300mL去离子水，然后超声波处理使充分混合溶解，用H3PO4调节pH值为3-6，用滤纸过滤得到混合溶液；
c、将步骤b得到的混合溶液置于干净的玻璃容器中，用称量纸封口，放在无晃动、无污染、无空气对流的静态环境中，将封口扎若干个小孔用以调节水溶液中水的蒸发速率，在室温下静置5-60天；
d、待步骤c中的溶液在容器底部长出晶体颗粒，直至晶体颗粒大小不再明显变化，得到籽晶；
e、选择步骤d中质量较好的籽晶，将其悬挂于步骤b制得的混合溶液中，在室温下静置生长5-60天，即得到Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
所述的磷酸铷铅铋非线性光学晶体在制备Nd:YAG激光器所输出的1064nm的基频光进行2倍频、3倍频的谐波光输出的用途。
所述的磷酸铷铅铋非线性光学晶体在制备产生低300nm的紫外倍频光输出中的用途。
所述的化合物磷酸铷铅铋非线性光学晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
本发明所述磷酸铷铅铋非线性光学晶体的制备方法，在制备过程中所用的容器为铂金坩埚，陶瓷坩埚，锥形瓶，烧杯，内衬为聚四氟乙烯内衬或装有铂金套管的不锈钢内衬的水热釜。当容器为锥形瓶或烧杯，须先用酸将容器清洗干净，再用去离子水润洗，晾干。
本发明所述的磷酸铷铅铋非线性光学晶体的制备方，在制备过程中所用的电阻炉为马弗炉或干燥箱。
采用本发明所述的化合物Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的制备方法和用途，获得的大尺寸Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体，根据晶体的结晶学数据，将晶体毛胚定向，按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶体，将晶体的通光面抛光，即可作为非线性光学器件使用，该Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体具有透光波段达紫外区，物化性能稳定，不易潮解，易于加工和保存等优点。
附图说明
图1为本发明化合物Rb3PbBi(P2O7)2的粉末XRD谱图；
图2为本发明Rb3PbBi(P2O7)2晶体的结构图；
图3为本发明Rb3PbBi(P2O7)2晶体制作的非线性光学器件的工作原理图，其中1为激光器，2为发出光束，3为Rb3PbBi(P2O7)2晶体，4为出射光束，5为滤波片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。需要说明的是，下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上做出的改进都不违背本发明精神。本发明所用原料或设备，如无特殊说明，均是商业上可以购买得到的。
实施例1
制备化合物：
按反应式：3Rb2CO3+Bi2O3+2PbO+8NH4H2PO4→2Rb3PbBi(P2O7)2+3CO2+8NH3，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将Rb2CO3，Bi2O3，PbO，NH4H2PO4按摩尔比3:1:2:8混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至550℃，恒温80小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例2
制备化合物：
按反应式：3RbF+Bi(NO3)3·5H2O+PbCO3+2P2O5→Rb3PbBi(P2O7)2+CO2
+3NO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbF，Bi(NO3)3·5H2O，PbCO3，P2O5按摩尔比3:1:1:2混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至500℃，恒温78小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例3
制备化合物：
按反应式：3RbNO3+PbCO3+BiCl3+4(NH4)2HPO4→Rb3PbBi(P2O7)2+8NH3+CO2+NO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbNO3，PbCO3，BiCl3，(NH4)2HPO4按摩尔比3:1:1:4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至450℃，恒温24小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例4
制备化合物：
按反应式：3RbNO3+PbSO4+Bi(CH3COO)2+4(NH4)2HPO4→Rb3PbBi(P2O7)2+NH3+NO2+CO2+SO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbNO3，PbSO4，Bi(CH3COO)2，(NH4)2HPO4按摩尔比3:1:1:4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至700℃，恒温70小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例5
制备化合物：
按反应式：3RbF+PbCl2+Bi(OH)3+2P2O5→Rb3PbBi(P2O7)2+Cl2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbF，PbCl2，Bi(OH)3，P2O5按摩尔比3:1:1:2混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至580℃，恒温48小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例6
制备化合物：
按反应式：3RbCl+Pb(CH3COO)2·3H2O+Bi(NO3)3·5H2O+2P2O5→Rb3PbBi(P2O7)2+Cl2+NO2+CO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbCl，Pb(CH3COO)2·3H2O，Bi(NO3)3·5H2O，P2O5按摩尔比3:1:1:2混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至600℃，恒温50小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例7
制备化合物：
按反应式：3RbI+PbCO3+((BiO)2CO3+4NH4H2PO4→Rb3PbBi(P2O7)2+NH3+CO2+H2O，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbI，PbCO3，((BiO)2CO3，NH4H2PO4按摩尔比3:1:1:4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至490℃，恒温29小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例8
制备化合物：
按反应式：3Rb2CO3+2PbI2+Bi2O3+4P2O5→2Rb3PbBi(P2O7)2+CO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将Rb2CO3，PbI2，Bi2O3，P2O5按摩尔比3:2:1:4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至640℃，恒温85小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例9
制备化合物：
按反应式：6RbNO3+2PbF2+Bi2O3+8NH4H2PO4→2Rb3PbBi(P2O7)2+NH3+NO3，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbNO3，PbF2，Bi2O3，NH4H2PO4按摩尔比6:2:1:8混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至680℃，恒温90小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例10
制备化合物：
按反应式：3Rb2CO3+2PbO+2BiI3+8(NH4)2HPO4→2Rb3PbBi(P2O7)2+NH3+CO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将Rb2CO3，PbO，BiI3，(NH4)2HPO4按摩尔比3:2:2:8混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至540℃，恒温60小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例11
制备化合物：
按反应式：3Rb2CO3+2PbBr2+2((BiO)2CO3+4P2O5→2Rb3PbBi(P2O7)2+CO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将Rb2CO3，PbBr2，((BiO)2CO3，P2O5按摩尔比3:2:2:4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至590℃，恒温72小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例12
制备化合物：
按反应式：6RbF+2PbO+Bi2O3+8NH4H2PO4→2Rb3PbBi(P2O7)2+CO2，采用固相反应法合成化合物Rb3PbBi(P2O7)2：
将RbF，PbO，Bi2O3，NH4H2PO4按摩尔比6:2:1:8混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至530℃，恒温120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2。
实施例13
高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例1制备的合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂PbO按摩尔比1∶0.1混合均匀，装入铂金坩埚中，升温至750℃，恒温100小时，得到混合熔液；
制备籽晶：将得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度1℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度50℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2rpm的晶转，以温度2℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到尺寸为8mm×5mm×4mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例14
高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例2制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂RbF按摩尔比1∶6混合均匀，装入铂金坩埚中，升温至700℃，恒温52小时，得到混合熔液；
制备籽晶：将得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度0.5℃/h的速率缓慢降至350℃，再以40℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加10rpm的晶转，以温度0.1℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到尺寸为14mm×12mm×10mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例15
高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例3制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂PbF按摩尔比1∶4混合均匀，装入铂金坩埚中，升温至650℃，恒温80小时，得到混合熔液；
制备籽晶：将得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度0.2℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度20℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加15rpm的晶转，以温度0.3℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到尺寸为15mm×15mm×10mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例16
高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例9制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂RbCl按摩尔比1∶3混合均匀，再装入铂金坩埚中，升温至800℃，恒温120小时，得到混合熔液；
制备籽晶：将得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度0.3℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度8℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2rpm的晶转，以温度1℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到尺寸为10mm×9mm×6mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例17
高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例11制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂P2O5按摩尔比1∶0.5混合均匀，再装入铂金坩埚中，升温至760℃，恒温24小时，得到混合熔液；
制备籽晶：将得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度0.1℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度5℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加20rpm的晶转，以温度0.7℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到尺寸为9mm×9mm×6mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例18
高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例12制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂NH4H2PO4摩尔比1∶0.1混合均匀，再装入铂金坩埚中，升温至650℃，恒温60小时，得到混合熔液；
制备籽晶：将得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度2℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度10℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加8rpm的晶转，以温度3℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到尺寸为10mm×8mm×5mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例19
水热法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例2制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末置入去离子水中溶解，将不完全溶解的混合物在温度60℃超声波处理，使其充分混合溶解，用H3PO4调节pH值为4；
得到的混合溶液转入到干净、无污染的体积为23mL的高压反应釜的内衬中，并将反应釜旋紧密封；
将高压反应釜放置在恒温箱内，升温至190℃，恒温8天，再以10℃/天的降温速率降至室温，即得到2mm×2mm×1mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例20
水热法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例4制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末置入去离子水中溶解，将不完全溶解的混合物在温度80℃超声波处理，使其充分混合溶解，用H3PO4调节pH值为5；
得到的混合溶液转入到干净、无污染的体积为23mL的高压反应釜的内衬中，并将反应釜旋紧密封；
将高压反应釜放置在恒温箱内，升温至200℃，恒温15天，再以14℃/天的降温速率降至室温，即得到2mm×2mm×1mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例21
水热法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体：
按照实施例6制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末置入去离子水中溶解，将不完全溶解的混合物在温度100℃超声波处理，使其充分混合溶解，用HF调节pH值为6；
得到的混合溶液转入到干净、无污染的体积为23mL的高压反应釜的内衬中，并将反应釜旋紧密封；
将高压反应釜放置在恒温箱内，升温至240℃，恒温20天，再以5℃/天的降温速率降至室温，即得到2mm×2mm×1mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例22
室温溶液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体
按照步骤5制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末放入洗干净的玻璃容器中，加入20mL去离子水，然后超声波处理使充分混合溶解，用H3PO4调节溶液pH值为3，用滤纸过滤得到混合溶液；
将得到的混合溶液置于干净的三角瓶中，用称量纸封口，放在无晃动、无污染、无空气对流的静态环境中，将封口扎若干个小孔用以调节水溶液中水的蒸发速率，在室温下静置30天；
待溶液在容器底部长出晶体颗粒，直至晶体颗粒大小不再明显变化，得到籽晶；
选择质量较好的籽晶，将其悬挂于制得的混合溶液中，在室温下静置生长20天即可得到尺寸为10mm×8mm×6mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例23
室温溶液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体
按照步骤7制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末放入洗干净的玻璃容器中，加入40mL去离子水，然后超声波处理使充分混合溶解，用H3PO4调节溶液pH值为5，用滤纸过滤得到混合溶液；
将得到的混合溶液置于干净的三角瓶中，用称量纸封口，放在无晃动、无污染、无空气对流的静态环境中，将封口扎若干个小孔用以调节水溶液中水的蒸发速率，在室温下静置40天；
待溶液在容器底部长出晶体颗粒，直至晶体颗粒大小不再明显变化，得到籽晶；
选择质量较好的籽晶，将其悬挂于制得的混合溶液中，在室温下静置生长30天即可得到尺寸为8mm×8mm×6mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例24
室温溶液法生长氟硼酸钙非线性光学晶体
按照步骤10制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末放入洗干净的玻璃容器中，加入100mL去离子水，然后超声波处理使充分混合溶解，用H3PO4调节溶液pH值为6，用滤纸过滤得到溶液；
将得到的溶液置于干净的三角瓶中，用称量纸封口，放在无晃动、无污染、无空气对流的静态环境中，将封口扎若干个小孔用以调节水溶液中水的蒸发速率，在室温下静置60天；
待溶液在容器底部长出晶体颗粒，直至晶体颗粒大小不再明显变化，得到籽晶；
选择质量较好的籽晶，将其悬挂于制得的混合溶液中，在室温下静置生长50天即可得到尺寸为10mm×4mm×6mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
实施例25
室温溶液法生长氟硼酸钙非线性光学晶体
按照步骤11制备得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末放入洗干净的玻璃容器中，加入60mL去离子水，然后超声波处理使充分混合溶解，用H3PO4调节溶液pH值为4，用滤纸过滤得到溶液；
b、将得到的溶液置于干净的三角瓶中，用称量纸封口，放在无晃动、无污染、无空气对流的静态环境中，将封口扎若干个小孔用以调节水溶液中水的蒸发速率，在室温下静置50天；
待溶液在容器底部长出晶体颗粒，直至晶体颗粒大小不再明显变化，得到籽晶；
选择质量较好的籽晶，将其悬挂于制得的混合溶液中，在室温下静置生长20天即可得到尺寸为6mm×5mm×4mm的Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
将实施例1-12中所得的化合物，按附图3所示安置在3的位置上，在室温下，用调QNd:YAG激光器的1064nm输出作光源，观察到明显的532nm倍频绿光输出，对于Rb3PbBi(P2O7)2输出强度约为同等条件KDP的2倍。
图1
图2
Claims (4)
1.一种磷酸铷铅铋非线性光学晶体，其特征在于该晶体的化学式为Rb3PbBi(P2O7)2，分子量为2040.92，属于单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为
α＝90°，β＝106.192(9)°，γ＝90°，单胞体积为
2.一种如权利要求1磷酸铷铅铋非线性光学晶体的制备方法，其特征在于采用高温熔液法，水热法和室温溶液法生长晶体；
所述高温熔液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：
a、将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至650-800℃，恒温24-120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末，所述含Rb化合物为 RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、(BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5；
b、将步骤a得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末与助熔剂按摩尔比1∶0.1-6混合均匀装入铂金坩埚，置于马弗炉中，升温至650-800℃，恒温24-120小时，得到混合熔液，所述助熔 剂为RbF，RbCl，NH4H2PO4，P2O5，PbO或PbF；
c、制备籽晶：将步骤b得到的混合熔液置于单晶炉中，以温度0.1-2℃/h的速率缓慢降至350℃，再以温度5-50℃/h的速率快速降温至室温，得到Rb3PbBi(P2O7)2籽晶；
d、生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2-20rpm的晶转，以0.1-3℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体；
所述水热法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：
a、将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至650-800℃，恒温24-120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末，所述含Rb化合物为RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、(BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5；
b、将步骤a得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末置入去离子水中溶解，将不完全溶解的混合物在温度30-100℃超声波处理，使其充分混合溶解，用H3PO4调节pH值为3-6；
c、将步骤b得到的混合溶液转入到干净、无污染的体积为23mL的高压反应釜的内衬中，并将反应釜旋紧密封；
d、将高压反应釜放置在恒温箱内，升温至160-240℃，恒温3-20天，再以1-50℃/天的降温速率降至室温，即得到Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体；
所述室温溶液法生长Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：
a、将含Rb化合物、含Pb化合物、含Bi化合物和含P的化合物按摩尔比Rb∶Pb∶Bi∶P＝3∶1∶1∶4混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至650-800℃，恒温24-120小时，即得到化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末，所述含Rb化合物为RbF、Rb2CO3、RbCl、RbNO3、RbI；含Pb化合物为PbCO3、PbO、Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(CH3COO)2·3H2O、PbCl2、PbI2、PbBr2、PbF2；含Bi为化合物Bi(NO3)3·5H2O、Bi2O3、Bi(CH3COO)3、Bi(OH)3、Bi2(SO4)3、(BiO)2CO3、BiCl3、BiI3；含P为化合物NH4H2PO4、H3PO4、(NH4)2HPO4或P2O5；
b、将步骤a得到的化合物Rb3PbBi(P2O7)2多晶粉末放入洗干净的玻璃容器中，加入20-300mL去离子水，然后超声波处理使充分混合溶解，用H3PO4调节pH值为3-6，用滤纸过滤得到混合溶液；
c、将步骤b得到的混合溶液置于干净的玻璃容器中，用称量纸封口，放在无晃动、无污染、无空气对流的静态环境中，将封口扎若干个小孔用以调节水溶液中水的蒸发速率，在室温下静置5-60天；
d、待步骤c中的溶液在容器底部长出晶体颗粒，直至晶体颗粒大小不再明显变化，得到籽晶；
e、选择步骤d中质量较好的籽晶，将其悬挂于步骤b制得的混合溶液中，在室温下静置生长5-60天，即得到Rb3PbBi(P2O7)2非线性光学晶体。
3.一种如权利要求1所述的磷酸铷铅铋非线性光学晶体在制备Nd:YAG激光器所输出的1064nm的基频光进行2倍频、3倍频的谐波光输出的用途。
4.一种如权利要求1所述的化合物磷酸铷铅铋非线性光学晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910005541.6A CN109748256B (zh) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | 磷酸铷铅铋及其非线性光学晶体的制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910005541.6A CN109748256B (zh) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | 磷酸铷铅铋及其非线性光学晶体的制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109748256A CN109748256A (zh) | 2019-05-14 |
| CN109748256B true CN109748256B (zh) | 2023-01-10 |
Family
ID=66405147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910005541.6A Active CN109748256B (zh) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | 磷酸铷铅铋及其非线性光学晶体的制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109748256B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111020702A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-17 | 新疆大学 | 磷酸铷钡铋和磷酸铯钡铋化合物及其非线性光学晶体的制备方法和用途 |
| CN114622282A (zh) * | 2020-12-11 | 2022-06-14 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 氯醋酸铅中红外非线性光学晶体及其制备方法与用途 |
| CN113912091B (zh) * | 2021-10-19 | 2022-10-14 | 中国科学院福建物质结构研究所 | Cs3C6N9·H2O化合物、Cs3C6N9·H2O非线性光学晶体及其制法和用途 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105862126A (zh) * | 2015-01-19 | 2016-08-17 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物铷铅磷氧和铷铅磷氧光学晶体及制备方法和用途 |
| CN107265473A (zh) * | 2017-04-03 | 2017-10-20 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物氟硼酸铷和氟硼酸铷非线性光学晶体及制备方法和用途 |
| CN107628629A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-26 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物氟硼酸铯铷和氟硼酸铯铷非线性光学晶体及制备方法和用途 |
| CN109056065A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-21 | 新疆大学 | MZnPO4(M=Li,K)非线性光学晶体的制备方法和用途 |
-
2019
- 2019-01-03 CN CN201910005541.6A patent/CN109748256B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105862126A (zh) * | 2015-01-19 | 2016-08-17 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物铷铅磷氧和铷铅磷氧光学晶体及制备方法和用途 |
| CN107265473A (zh) * | 2017-04-03 | 2017-10-20 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物氟硼酸铷和氟硼酸铷非线性光学晶体及制备方法和用途 |
| CN107628629A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-26 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物氟硼酸铯铷和氟硼酸铯铷非线性光学晶体及制备方法和用途 |
| CN109056065A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-21 | 新疆大学 | MZnPO4(M=Li,K)非线性光学晶体的制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Igor V. Zatovsky等.New complex phosphates Cs3MIIBi(P2O7)2 (MII – Ca，Sr and Pb) ：synthesis，characterization，crystal and electronic structure.《Dalton Trans.》.2018,第47卷 * |
| New complex phosphates Cs3MIIBi(P2O7)2 (MII – Ca，Sr and Pb) ：synthesis，characterization，crystal and electronic structure;Igor V. Zatovsky等;《Dalton Trans.》;20181231;第47卷;第2275页右栏，2276页左栏，表1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109748256A (zh) | 2019-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109748256B (zh) | 磷酸铷铅铋及其非线性光学晶体的制备方法和用途 | |
| CN107265473B (zh) | 化合物氟硼酸铷和氟硼酸铷非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN108588833B (zh) | 化合物氟硼酸钙和氟硼酸钙非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN111334858B (zh) | 化合物氟硼酸钡和氟硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN101435108B (zh) | 大尺寸非线性光学晶体硼酸铅溴的制备方法 | |
| CN107628629B (zh) | 化合物氟硼酸铯铷和氟硼酸铯铷非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN114016132B (zh) | 五水合五羟基十三硼酸钡和五水合五羟基十三硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN106948003B (zh) | 化合物氟硼酸钾和氟硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN101799609A (zh) | 非线性光学晶体BaZnBO3F及其制备方法和用途 | |
| CN113773231B (zh) | 化合物羟基四氟化三硼酸二胍和羟基四氟化三硼酸二胍非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN110921676B (zh) | 化合物氟硼酸铅和氟硼酸铅非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN114057207B (zh) | 化合物十氟化八硼酸钠和十氟化八硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN103741217A (zh) | 硼酸钇钠、硼酸钇钠非线性光学晶体及制法和用途 | |
| CN113773232B (zh) | 化合物二羟基二氟化三硼酸胍和二羟基二氟化三硼酸胍非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN112501692B (zh) | 化合物铅钡硼氧氟和铅钡硼氧氟非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN108286072B (zh) | 化合物一氟化四硼酸钠和一氟化四硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN111139524B (zh) | 氟硼酸钾和氟硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN109056065B (zh) | MZnPO4(M=Li, K)非线性光学晶体的制备方法和用途 | |
| CN110408995B (zh) | 化合物硅酸铅锶和硅酸铅锶非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN111020702A (zh) | 磷酸铷钡铋和磷酸铯钡铋化合物及其非线性光学晶体的制备方法和用途 | |
| CN111621848A (zh) | 化合物锡硼氧溴和锡硼氧溴非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN114635178B (zh) | 化合物低温相九硼酸锂锶和低温相九硼酸锂锶非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN112575375A (zh) | 化合物氟代硼锌酸铯和氟代硼锌酸铯非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN116427031A (zh) | 化合物氟硼酸钠和氟硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN108910920B (zh) | Li9Na3Rb2(SO4)7化合物、非线性光学晶体及其制法和用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |