CN112210830B - 一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 - Google Patents
一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112210830B CN112210830B CN201910626169.0A CN201910626169A CN112210830B CN 112210830 B CN112210830 B CN 112210830B CN 201910626169 A CN201910626169 A CN 201910626169A CN 112210830 B CN112210830 B CN 112210830B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- strontium
- isocyanurate
- compound
- crystal
- hydrated
- 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
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 38
- -1 strontium isocyanurate compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 23
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 38
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 16
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 24
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 abstract description 4
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 14
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910001427 strontium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- PWYYWQHXAPXYMF-UHFFFAOYSA-N strontium(2+) Chemical compound [Sr+2] PWYYWQHXAPXYMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013321 LiB3O5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007475 ZnGeP2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000012113 quantitative test Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/54—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
- C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
- C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
- C07D251/30—Only oxygen atoms
- C07D251/32—Cyanuric acid; Isocyanuric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
- C30B7/14—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions the crystallising materials being formed by chemical reactions in the solution
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3551—Crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/361—Organic materials
- G02F1/3611—Organic materials containing Nitrogen
- G02F1/3612—Heterocycles having N as heteroatom
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/361—Organic materials
- G02F1/3619—Organometallic compounds
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水合异氰尿酸锶化合物、其非线性光学晶体及其制备方法和用途，该化合物的化学式以Sr(HC3N3O3)·2.5H2O表示。其晶体结构属于正交晶系，空间群是Pnc2，单胞参数是
α＝β＝γ＝90°。该晶体在紫外、可见及近红外波段具有较大的透过率。该晶体表现出极大的倍频效应，粉末倍频测试结果显示该类化合物的倍频效应约为10倍的KH2PO4，且能够实现相位匹配，并具有机械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等优点；该晶体可用于制备非线性光学器件用于光电子科学及相关工业领域。
Description
技术领域
本发明属于化合物领域，涉及一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途。
背景技术
随着激光技术的发展，不同波长的激光在国防、医疗、通信、光刻及激光加工等国计民生不同领域都有重大需求。非线性光学晶体是对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的晶体，可用来对激光波长进行变频，改变激光束输出波长，从而扩展激光器的可调谐范围，在激光技术领域具有重要应用价值。目前常用的非线性光学晶体材料主要有ZnGeP2、AgGaS2,、AgGaSe2、KDP(KH2PO4)、KTP(KTiOPO4)、BBO(β-BaB2O4)、LBO(LiB3O5)和KBBF(KBe2BO3F2)等晶体，可以应用于中远红外、可见、紫外以及深紫外等波段范围。
从晶体学的角度来讲，优秀的非线性光学晶体材料应当具备以下特征，空间群是非中心对称的，具有适中的折射率，大的极化率和宽的透过范围，能够实现相位匹配。然而满足添加的优秀的非线性光学晶体条件的可应用的晶体还是少之又少，所以探索新的可应用的非线性光学晶体的任务迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水合异氰尿酸锶化合物及其晶体，所述晶体表现出比较大的倍频效应，其粉末倍频效应大概为10倍的KH2PO4(KDP)，且能够实现相位匹配。
本发明目的通过如下技术方案实现。
一种水合异氰尿酸锶化合物，其特征在于，化学式是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O。
在一个实施方式中，所述的水合异氰尿酸锶化合物是晶体。
在一个实施方式中，所述水合异氰尿酸锶晶体属于正交晶系，空间群是Pnc2。
在一个实施方式中，所述水合异氰尿酸锶晶体的单胞参数是：
α＝β＝γ＝90°。
根据本发明，所述水合异氰尿酸锶化合物的晶体结构如图1所示。其中，图1的晶体结构是沿着a轴方向的投影示意图，可以看出，所有的[HC3N3O3]-基团都是共平面排列的且取向基本一致。锶离子填充在[HC3N3O3]-平面共轭基团之间。
根据本发明，所述水合异氰尿酸锶化合物具有如图2所示的XRD谱图。
根据本发明，所述水合异氰尿酸锶化合物在1064nm激光照射下的粉末倍频效应为8-13倍的KDP，例如9-12倍的KDP，示例性地，为10倍的KDP。
根据本发明，所述水合异氰尿酸锶化合物在200-1500nm光谱(即紫外、可见及近红外波段)范围内具有高透过率，例如透过率≥70％，再如透过率≥75％，示例性地，透过率为80％。
根据本发明的化合物，所述水合异氰尿酸锶化合物为无色透明晶体。
本发明还提供所述水合异氰尿酸锶化合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：采用水溶液方法制备，将含有锶元素的化合物、氰尿酸和水的混合液加热，然后冷却结晶，得到所述水合异氰尿酸锶。
根据本发明的制备方法，所述含锶元素化合物、氰尿酸与水的摩尔体积比为：Sr:H3C3N3O3:H2O＝(0.1-50)mmol:(0.1-90)mmol:(5-100)mL；优选地，Sr:H3C3N3O3:H2O＝(0.1-40)mmol:(0.1-80)mmol:(10-80)mL、(0.1-15)mmol:(0.1-20)mmol:(10-60)mL、(0.1-5)mmol:(0.1-5)mmol:(10-50)mL；示例性地，Sr:H3C3N3O3:H2O＝0.5mmol:0.5mmol:5mL、0.5mmol:0.5mmol:10mL、0.5mmol:0.5mmol:15mL、0.5mmol:0.5mmol:20mL、0.5mmol:0.5mmol:25mL、0.5mmol:0.5mmol:30mL、0.5mmol:1mmol:30mL、0.5mmol:1mmol:40mL、0.5mmol:1mmol:50mL、1mmol:0.5mmol:20mL、1mmol:0.5mmol:25mL、1mmol:0.5mmol:30mL、1mmol:2mmol:50mL、1.5mmol:1.5mmol:30mL、1.5mmol:1.5mmol:40mL、1.5mmol:1.5mmol:50mL、2mmol:2mmol:30mL、2mmol:2mmol:50mL。
根据本发明的制备方法，所述含锶元素化合物中的锶元素来自硝酸锶、碳酸锶、氯化锶和氢氧化锶中的至少一种，例如来自硝酸锶、碳酸锶、氯化锶或氢氧化锶。
根据本发明的制备方法，所述水的体积可以为5-100mL，优选为10-80mL，例如10-50mL，作为示例，水的体积可以为5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、40mL、50mL。优选地，将所述含锶元素的化合物、氰尿酸和水混合于100mL的烧杯中。
根据本发明的制备方法，所述加热为将所述混合液加热至其沸点。例如，所述加热的温度为60-100℃，例如温度为70-100℃、80-100℃。优选的，将混合液加热至沸点后继续加热一段时间，将溶液浓缩，例如，浓缩至混合液的体积变为初始体积的1/3-2/3，例如2/5-3/5，优选为1/2。
根据本发明的制备方法，所述加热过程伴随溶液的搅拌，搅拌方式例如可以选用磁力搅拌方式。
根据本发明的制备方法，所述冷却结晶采用自然冷却，使晶体缓慢析出。
根据本发明的制备方法，该方法还可以包括对得到的水合异氰尿酸锶进行后处理，例如洗涤、干燥等过程。
本发明进一步提供所述水合异氰尿酸锶化合物作为非线性光学晶体材料的用途。非线性光学晶体材料Sr(HC3N3O3)·2.5H2O在1064nm激光照射下其粉末倍频效应为10倍的KDP，且能够实现相位匹配。
本发明还进一步提供一种包含所述水合异氰尿酸锶化合物的非线性光学器件；优选地，所述非线性光学器件可以为激光倍频转化器。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的水合异氰尿酸锶化合物，粉末倍频测试结果显示其倍频效应是10倍的KDP，能够实现相位匹配。该晶体可用于制备非线性光学器件，用于光电子科学及相关工业领域。
(2)本发明所提供的水合异氰尿酸锶晶体，在200～1500nm光谱范围具有很高的透过率。
(3)本发明还提供了水合异氰尿酸锶晶体的制备方法，采用水溶液，生长得到了无色透明的Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。该方法过程简单，可得到高纯度、高结晶度的Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体材料。
附图说明
图1是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体的结构示意图。
图2是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体的XRD图谱。
图3是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体的紫外可见漫反射测试图。
图4是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体的粉末倍频测试图。
图5是实施例15所述激光倍频转化器的工作原理图，其中1是激光器，2是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体，3是色散棱镜。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1mmol氢氧化锶与1mmol氰尿酸溶解于30mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至15mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
本实施例得到的Sr(HC3N3O3)·2.5H2O的晶体结构如图1所示，沿着a轴方向的投影可以看出，所有的[HC3N3O3]-基团都是共平面排列的且取向基本一致。锶离子填充在[HC3N3O3]-平面共轭基团之间。
实施例2
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1mmol氢氧化锶与1mmol氰尿酸溶解于40mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至20mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例3
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1mmol氢氧化锶与1mmol氰尿酸溶解于50mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至25mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例4
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1.5mmol氢氧化锶与1.5mmol氰尿酸溶解于30mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至15mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例5
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1.5mmol氢氧化锶与1.5mmol氰尿酸溶解于40mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至20mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例6
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1.5mmol氢氧化锶与1.5mmol氰尿酸溶解于50mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至25mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例7
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将2mmol氢氧化锶与2mmol氰尿酸溶解于30mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至15mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例8
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将2mmol氢氧化锶与2mmol氰尿酸溶解于40mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至20mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例9
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将2mmol氢氧化锶与2mmol氰尿酸溶解于50mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至25mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例10
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将0.5mmol碳酸锶与1mmol氰尿酸溶解于30mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至15mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例11
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将0.5mmol碳酸锶与1mmol氰尿酸溶解于40mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至20mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例12
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将0.5mmol碳酸锶与1mmol氰尿酸溶解于50mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至25mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例13
水溶液法制备Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体，包括如下步骤：
1)将1mmol碳酸锶与2mmol氰尿酸溶解于50mL水中；
2)将步骤1)得到的溶液放置在磁力搅拌器上进行加热，将溶液浓缩至25mL时停止加热，关闭磁力搅拌并让溶液在磁力搅拌器上自然冷却结晶，得到Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体。
3)将步骤2)得到的晶体用冷水和乙醇依次洗涤后随后室温下自然干燥，将得到的晶体进行XRD的测试，本实施例制备方法所得产品的X射线衍射图谱如图2所示。
实施例14
将实施例1-13中制备得到的Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体研磨之后进行紫外可见漫反射测试，所使用的光谱仪为Cary 7000UV-vis-NIR，测试范围为200-1500nm。
测试结果如图3所示。测试结果显示：该化合物在此范围内具有高的透过率，透过率高达80％，吸收截止边在220nm左右。
实施例15
将实施例1-13中制备得到的Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体进行粉末倍频测试，Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体的粉末倍频效应定量测试使用Nd3+:YAG调Q激光器产生的1064nm的激光为基频光，以KDP粉末样品为参比样品。根据Krutz-Perry原理，粉末倍频效应的强度与粉末的粒径有关，因此我们筛选了六个粒径范围的晶体粉末20-40、40-63、63-74、74-98、98-130、130-180、180-250μm进行了测试。
测试结果如图4所示。测试结果显示，随着粉末样品粒径的增大，倍频信号的强度也随之增大，且在最大粒径处趋于饱和，说明该晶体可以实现相位匹配，Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体的倍频效应约为相同粒径的KDP晶体的10倍左右。
且Sr(HC3N3O3)·2.5H2O非线性光学晶体不易破裂，易于切割和抛光加工。
实施例16
如图5所示的激光倍频转化器，其包括激光器1(用调Q Nd:YAG激光器作为基频光源)、实施例1-13任意一个实施例制备的Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体2和色散棱镜3。由激光器1发出的激光束射入Sr(HC3N3O3)·2.5H2O晶体2中，所产生的光束通过滤波片3，从而获得所需要的激光束：入射波长为1064nm的近红外光，输出波长为532nm的绿色激光。激光强度约相当于KH2PO4(KDP)的10倍。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.水合异氰尿酸锶化合物，其特征在于，化学式是Sr(HC3N3O3)·2.5H2O，
所述的水合异氰尿酸锶化合物是晶体；
所述水合异氰尿酸锶晶体属于正交晶系，空间群是Pnc2；
所述水合异氰尿酸锶晶体的单胞参数是：
α＝β＝γ＝90°。
2.根据权利要求1所述的水合异氰尿酸锶化合物，其特征在于，所述水合异氰尿酸锶化合物的晶体结构如图1所示。
3.根据权利要求1或2所述的水合异氰尿酸锶化合物，其特征在于，所述水合异氰尿酸锶化合物具有如图2所示的XRD谱图。
4.根据权利要求1或2所述的水合异氰尿酸锶化合物，其特征在于，所述水合异氰尿酸锶化合物在1064nm激光照射下的粉末倍频效应为8-13倍的KDP。
5.根据权利要求1或2所述的水合异氰尿酸锶化合物，其特征在于，所述水合异氰尿酸锶化合物在200-2500nm光谱的透过率≥70％。
6.权利要求1-5任一项所述的水合异氰尿酸锶化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：采用水溶液方法制备，将含有锶元素的化合物、氰尿酸和水的混合液加热，然后冷却结晶，得到所述水合异氰尿酸锶。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含锶元素化合物、氰尿酸与水的摩尔体积比为：Sr:H3C3N3O3:H2O＝(0.1-50)mmol:(0.1-90)mmol:(5-100)mL。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，Sr:H3C3N3O3:H2O＝(0.1-40)mmol:(0.1-80)mmol:(10-80)mL。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，Sr:H3C3N3O3:H2O＝(0.1-15)mmol:(0.1-20)mmol:(10-60)mL。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，Sr:H3C3N3O3:H2O＝(0.1-5)mmol:(0.1-5)mmol:(10-50)mL。
11.根据权利要求6-10任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含锶元素化合物中的锶元素来自硝酸锶、碳酸锶、氯化锶和氢氧化锶中的至少一种；
所述水的体积为5-100mL。
12.根据权利要求6-10任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热为将所述混合液加热至其沸点；将所述混合液加热至沸点后继续加热一段时间，将溶液浓缩。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为60-100℃。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，浓缩至混合液的体积变为初始体积的1/3-2/3。
15.根据权利要求6-10任一项所述的制备方法，其特征在于，所述冷却结晶采用自然冷却。
16.权利要求1-15任一项所述水合异氰尿酸锶化合物作为非线性光学晶体材料的用途。
17.一种包含权利要求1-15任一项所述水合异氰尿酸锶化合物的非线性光学器件。
18.根据权利要求17所述的非线性光学器件，其特征在于，所述非线性光学器件为激光倍频转化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910626169.0A CN112210830B (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910626169.0A CN112210830B (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112210830A CN112210830A (zh) | 2021-01-12 |
| CN112210830B true CN112210830B (zh) | 2021-12-28 |
Family
ID=74048538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910626169.0A Active CN112210830B (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112210830B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115677735B (zh) * | 2021-07-26 | 2024-07-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种稀土氰尿酸盐化合物、其非线性光学晶体及制备方法和用途 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014011146A1 (de) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Eberhard Karls Universität Tübingen | Kristalline Metallcyanurat-Verbindungen, Verfahren zu deren Herstellung sowie ihre Verwendung |
| CN108221053A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-06-29 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 新型非线性光学晶体的制备及用途 |
| CN109161959A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-08 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于紫外可见波段的氰尿酸钡钙双折射晶体及制备方法和应用 |
-
2019
- 2019-07-11 CN CN201910626169.0A patent/CN112210830B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014011146A1 (de) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Eberhard Karls Universität Tübingen | Kristalline Metallcyanurat-Verbindungen, Verfahren zu deren Herstellung sowie ihre Verwendung |
| CN108221053A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-06-29 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 新型非线性光学晶体的制备及用途 |
| CN109161959A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-08 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于紫外可见波段的氰尿酸钡钙双折射晶体及制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| An Expedition on Alkali and Alkaline-Earth Isocyanurate Hydrates: Structure Elucidation, Thermogravimetry, and Spectroscopy;Peter Gross et al.;《Z. Anorg. Allg. Chem.》;20171117;第643卷(第21期);参见摘要，正文第1页左栏第1段，第10页左栏第3段，第12页表4 * |
| The Sodium (Iso)Cyanurates Nax[H3–xC3N3O3]·yH2O (x = 1–3, y = 0, 1): A Key-Series for Understanding the Crystal Chemistry of Metal (Iso)Cyanurates;Peter Gross et al.;《Z. Anorg. Allg. Chem.》;20190215(第3期);第257–266页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112210830A (zh) | 2021-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105951181B (zh) | 一种晶体材料、制备方法及作为红外非线性光学材料的应用 | |
| Goel et al. | Enhanced optical, NLO, dielectric and thermal properties of novel sodium hydrogen phthalate single crystals doped with zinc | |
| WO2017121024A1 (zh) | K3Ba3Li2Al4B6O20F化合物、其非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| US20230383439A1 (en) | Nonlinear optical crystal of guanidinium tetrafluoroborate, preparation method and use thereof | |
| CN109706519B (zh) | 一种二阶非线性光学晶体材料及其制备方法和应用 | |
| US10626519B2 (en) | Lead oxychloride, infrared nonlinear optical crystal, and preparation method thereof | |
| CN103950912B (zh) | RbBa2(PO3)5化合物、RbBa2(PO3)5非线性光学晶体及其制法和用途 | |
| CN106757339A (zh) | 卤素硼酸锌盐化合物及其非线性光学晶体与晶体生长方法 | |
| CN112210830B (zh) | 一种水合异氰尿酸锶化合物、水合异氰尿酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN108456920A (zh) | 化合物氟碘酸铯和氟碘酸铯非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN110790716B (zh) | 碱金属氰尿酸一氢盐化合物、其晶体及其制备方法与应用 | |
| CN105350079A (zh) | 具有非心结构的无机化合物K2Au(IO3)5，其制备方法及用途 | |
| Lv et al. | A promising new nonlinear optical crystal with high laser damage threshold for application in the IR region: synthesis, crystal structure and properties of noncentrosymmetric CsHgBr 3 | |
| CN103014868B (zh) | 非线性光学晶体亚碲钼酸镉及其制备和用途 | |
| CN106495121B (zh) | CsLiCdP2O7化合物、CsLiCdP2O7非线性光学晶体及其制法和用途 | |
| Xie et al. | A new method for the preparation of a [Sn 2 (H 2 PO 2) 3] Br SHG-active polar crystal via surfactant-induced strategy | |
| CN110042465B (zh) | 碱土金属氟硼酸盐化合物，其晶体、制备方法和用途 | |
| US10005675B2 (en) | Li4Sr(BO3)2 compound, Li4Sr(BO3)2 nonlinear optical crystal, preparation method and use thereof | |
| CN113912091B (zh) | Cs3C6N9·H2O化合物、Cs3C6N9·H2O非线性光学晶体及其制法和用途 | |
| CN114000201B (zh) | K4(hc3n3s3)2·h2o化合物、晶体及其制法和用途 | |
| CN104451880B (zh) | 一种晶体材料Pb2(BO3)(NO3)，其制备方法及用途 | |
| CN107190318A (zh) | 一种二阶非线性光学晶体材料及其制备与应用 | |
| CN115677735A (zh) | 一种稀土氰尿酸盐化合物、其非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN109160526B (zh) | Li8NaRb3(SO4)6·2H2O化合物、非线性光学晶体及其制法和用途 | |
| CN104233468B (zh) | Li4Sr(BO3)2化合物、Li4Sr(BO3)2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 |