CN116903027A - 化合物氯硫镓铯和氯硫镓铯红外非线性光学晶体及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化合物氯硫镓铯和氯硫镓铯红外非线性光学晶体及制备方法和应用，该化合物的分子式为Cs3Ga8S13Cl，分子量为2627.56，其结构属于单斜晶系，空间群为Cc，采用助溶剂法制成，该晶体的化学式为Cs3Ga8S13Cl，分子量为2627.56，结晶于单斜晶系，空间群为Cc，晶胞参数为a=10.0698(5)Å，b=17.8139(8)Å，c=14.6479(6)Å，α=90°，β=90.218(2)°，γ=90°，V=2627.56(20)Å3。采用助熔剂法及坩埚下降法在密闭的真空石英管内制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体。具有高抗激光损伤、非线性光学效应适中、透光波段宽、硬度较大、机械性能好、不易碎裂和潮解、易于加工和保存等优点，可用于制作红外非线性光学器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物氯硫镓铯和氯硫镓铯红外非线性光学晶体及制备方法和应用，属于红外非线性光学晶体的领域。
背景技术
非线性光学材料作为全固态激光器的核心器件在变频技术领域具有重要的应用价值。传统的氧基非线性光学晶体，例如KBe2BO3F2(KBBF)、β-BaB2O4(β-BBO)、LiB3O5(LBO)、LiNbO3(LN)、KH2PO4(KDP)和KTiO(PO4)(KTP)具有优良的光学性能，被广泛的应用于紫外-可见-近红外波段，但由于它们较低的非线性光学系数和窄的红外截止边，此类晶体材料不适合应用于中、远红外波段。AgGaS2(AGS)、AgGaSe2(AGSe)和ZnGeP2(ZGP)等商业化红外非线性光学晶体材料普遍具有大的非线性光学系数和宽的红外截止边，然而，由于这些材料中的本征缺陷，如窄的带隙，低的激光损伤阈值，无法实现I型相位匹配，或者在1μm处的强双光子吸收，严重限制了它们在现代激光技术领域的应用。因此，亟需开发和设计具有宽带隙和大倍频效应的新型红外非线性光学晶体材料。
发明内容
本发明目的在于提供化学式为Cs3Ga8S13Cl的化合物氯硫镓铯；
本发明另一目的在于提供氯硫镓铯红外非线性光学晶体；
本发明再一目的在于提供氯硫镓铯非线性光学晶体的制备方法；
本发明还有一个目的在于提供氯硫镓铯非线性光学晶体的用途。
本发明所述的一种化合物氯硫镓铯，该化合物的分子式为Cs3Ga8S13Cl，分子量为2627.56，其结构属于单斜晶系，空间群为Cc。
所述化合物氯硫镓铯的制备方法，按下列步骤进行：
a.按化学式Cs3Ga8S13Cl的摩尔比Cs∶Ga∶S∶Cl＝3∶8∶13∶1在氩气条件下称取原料，与助溶剂混合均匀；将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；所述Cs原料为Cs、Cs2S或CsCl；所述Ga原料为Ga、Ga2S3或GaCl3，以及硫原料为S；所述助熔剂为CsCl，原料∶助熔剂＝1∶1-5；
b.将步骤a中的密封的样品置于马弗炉中，以10-40℃/h的速率升温至850-900℃，恒温20-30h；再以10-20℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
一种氯硫镓铯红外非线性光学晶体，该晶体的化学式为Cs3Ga8S13Cl，分子量为2627.56，结晶于单斜晶系，空间群为Cc，晶胞参数为 α＝90°，β＝90.218(2)°，γ＝90°，/>
所述氯硫镓铯红外非线性光学晶体的制备方法，采用助熔剂法和坩埚下降法制备：
所述助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a.按化学式Cs3Ga8S13Cl的摩尔比Cs∶Ga∶S∶Cl＝3∶8∶13∶1，与助溶剂混合均匀；装入石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封，其中Cs源材料为Cs、Cs2S或CsCl；Ga源材料为Ga、Ga2S3或GaCl3；所述助熔剂为CsCl，原料∶助熔剂＝1∶1-5；
b.将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以10-20℃/h的升温速率升至850-900℃，保温20-30h，再以4-6℃/h的降温速率冷却至室温，得到氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
所述坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a.按化学式Cs3Ga8S13Cl的摩尔比Cs∶Ga∶S∶Cl＝3∶8∶13∶1，与助溶剂混合均匀；装入石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa进行熔融密封，其中Cs源材料为Cs、Cs2S或CsCl；Ga源材料为Ga、Ga2S3或GaCl3；所述助熔剂为CsCl，原料∶助熔剂＝1∶1-5；
b.将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以20-30℃/h升温速率为升至900-950℃，并保温30-40h；
c.将步骤b中的石英管以0.1-0.2mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为10-40天，在生长结束后，需将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以温度20-40℃/h的降温速率降温至室温，得到氯硫镓铯红外非线性光学晶体；
或将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按1-2℃/h的降温速率自900-950℃降至室温，得到氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
所述氯硫镓铯红外非线性光学晶体在制备红外全固态激光器、红外激光制导雷达、激光医疗或中远距离激光通讯中的用途。
本发明所述的化合物氯硫镓铯和氯硫镓铯红外非线性光学晶体及制备方法和应用，所述氯硫镓铯晶体按下述化学反应式制备：
(1)2Cs+CsCl+8Ga+13S＝Cs3Ga8S13Cl；
(2)2Cs+CsCl+4Ga2S3+S＝Cs3Ga8S13Cl；
(3)9Cs+GaCl3+23Ga+39S＝3Cs3Ga8S13Cl；
(4)18Cs+2GaCl3+23Ga2S3+9S＝6Cs3Ga8S13Cl；
(5)9Cs2S+2GaCl3+46Ga+69S＝6Cs3Ga8S13Cl；
(6)9Cs2S+2GaCl3+23Ga2S3＝6Cs3Ga8S13Cl；
(7)CsCl+Cs2S+8Ga+12S＝Cs3Ga8S13Cl；
(8)CsCl+Cs2S+4Ga2S3＝Cs3Ga8S13Cl。
本发明所述的化合物氯硫镓铯和氯硫镓铯红外非线性光学晶体及制备方法和应用，采用助熔剂法或坩埚下降法均可获得尺寸大于1.94×1.44×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体；使用大尺寸坩埚，并延长生长期，则可获得相应较大尺寸氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
根据晶体的结晶学数据，将晶体毛坯定向，按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶体，将晶体通光面抛光，即可作为非线性光学器件使用。
本发明所述一种氯硫镓铯红外非线性光学晶体在激光技术领域的应用包括制备红外波段激光变频晶体、红外激光器、红外电光装置、红外通讯器件或红外激光制导器件中的用途。
本发明所述的氯硫镓铯红外非线性光学晶体光学器件具有宽的带隙(3.76eV)、高的激光损伤阈值(8×AGS)、合适的非线性光学效应(0.6×AGS)。
附图说明
图1为本发明Cs3Ga8S13Cl的晶体结构图，其中a是Cs和Ga原子的配位环境，b是[Ga5S13]链，c是[Ga7S13]层，d是[Ga8S13Cl]结构框架，e和f分别是由a和b方向观察的Cs3Ga8S13Cl的三维结构图；
图2为本发明Cs3Ga8S13Cl的实验带隙图；
图3为本发明Cs3Ga8S13Cl和AGS的倍频强度与粉末粒径的关系图；
图4为本发明Cs3Ga8S13Cl晶体工作原理图，其中1是激光器，2是凸透镜，3是氯硫镓铯晶体，4是棱镜，5是滤波片；由激光器1发出激光束经过凸透镜2射入氯硫镓铯单晶体3，所产生的出射激光束通过棱镜4和滤波片5，从而获得所需要的激光束。
具体实施方式
本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。
本发明通过下列附图和下述实施例进行详细说明。
实施例1
以化学反应式2Cs+CsCl+8Ga+13S＝Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs和CsCl，Ga源材料为Ga，以及硫源材料为S混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶5加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以10℃/h的速率升温至900℃，恒温30h，以20℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例2
以化学反应式2Cs+CsCl+4Ga2S3+S＝Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs和CsCl，Ga源材料为Ga2S3，以及硫源材料为S混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶4加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以20℃/h的速率升温至890℃，恒温28h，再以18℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例3
以化学反应式9Cs+GaCl3+23Ga+39S＝3Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs，Ga源材料为Ga和GaCl3，以及硫源材料为S混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶3加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以30℃/h的速率升温至880℃，恒温26h，再以16℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例4
以化学反应式18Cs+2GaCl3+23Ga2S3+9S＝6Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs，Ga源材料为Ga2S3和GaCl3，以及硫源材料为S，混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶2加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以40℃/h的速率升温至870℃，恒温24h，再以14℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例5
以化学反应式9Cs2S+2GaCl3+46Ga+69S＝6Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs2S，Ga源材料为Ga和GaCl3，以及硫源材料为S，混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶1加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以40℃/h的速率升温至860℃，恒温22h，再以12℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例6
以化学反应式9Cs2S+2GaCl3+23Ga2S3＝6Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs2S，Ga源材料为Ga2S3和GaCl3，以及硫源材料为S混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶3加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以40℃/h的速率升温至850℃，恒温20h，再以10℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例7
以化学反应式CsCl+Cs2S+8Ga+12S＝Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs2S和CsCl，Ga源材料为Ga，以及硫源材料为S混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶4加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以30℃/h的速率升温至870℃，恒温22h，再以12℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例8
以化学反应式CsCl+Cs2S+4Ga2S3＝Cs3Ga8S13Cl制备化合物Cs3Ga8S13Cl：
a.按照反应式在氩气条件下称取Cs源材料为Cs2S和CsCl，Ga源材料为Ga2S3，以及硫源材料为S混合均匀，按摩尔比原料∶助熔剂＝1∶5加入助熔剂为CsCl混合均匀，将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3Pa进行熔融密封；
b.将步骤a中密封的样品置于马弗炉中，以20℃/h的速率升温至900℃，恒温30h，再以16℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
实施例9
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式2Cs+CsCl+8Ga+13S＝Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比2:1:8:13在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、1.188g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:1称取助熔剂CsCl 3g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以10℃/h的升温速率升至850℃，保温20h，再以4℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为2.00×1.50×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例10
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式2Cs+CsCl+4Ga2S3+S＝Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比2:1:4:1在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、2.007g Ga2S3和0.068gS，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂CsCl 6g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以12℃/h的升温速率升至860℃，保温22h，再以4.5℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为1.98×1.48×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例11
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式9Cs+GaCl3+23Ga+39S＝3Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比9:1:23:39在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.138g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以14℃/h的升温速率升至870℃，保温24h，再以5℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为1.96×1.46×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例12
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式18Cs+2GaCl3+23Ga2S3+9S＝6Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比18:2:23:9在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.924g Ga2S3和0.102g S，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以16℃/h的升温速率升至880℃，保温26h，再以5.5℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为1.94×1.44×0.20mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例13
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式9Cs2S+2GaCl3+46Ga+69S＝6Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比9:2:46:69在氩气条件下称取0.952g Cs2S、0.125g GaCl3、1.138g Ga和0.785g S，再以原料:助熔剂＝1:5称取助熔剂CsCl 15g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以18℃/h的升温速率升至890℃，保温28h，再以6℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为2.02×1.48×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例14
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式9Cs2S+2GaCl3+23Ga2S3＝6Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比9:2:23在氩气条件下称取0.951g Cs2S、0.125g GaCl3和1.924gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以20℃/h的升温速率升至900℃，保温30h，再以5℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为2.04×1.46×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例15
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式CsCl+Cs2S+8Ga+12S＝Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比为1:1:8:12在氩气条件下称取0.359g CsCl、0.634g Cs2S、1.188g Ga和0.819g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以14℃/h的升温速率升至890℃，保温22h，随后以4.5℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为2.06×1.44×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例16
助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
以化学反应式CsCl+Cs2S+4Ga2S3＝Cs3Ga8S13Cl制备氯硫镓铯红外非线性光学晶体：
a、按摩尔比1:1:4在氩气条件下称取0.359g CsCl、0.634g Cs2S和2.007g Ga2S3，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂CsCl 6g，混合均匀，装入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3Pa真空度后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以10℃/h的升温速率升至880℃，保温20h，再以4℃/h的降温速率冷却至室温，得到尺寸为2.00×1.50×0.20mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例17
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、按摩尔比2:1:8:13在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、1.188g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:1称取助熔剂3g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以20℃/h升温速率升至900℃，并保温30h；
c、将步骤b中的石英管以0.10mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为10天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以温度40℃/h的降温速率降至室温，得到2.06×1.44×0.20mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例18
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、按摩尔比2:1:8:13在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、1.188g Ga和0.888gS，再以原料:助熔剂＝1:1称取助熔剂3g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以20℃/h升温速率升至900℃，并保温30h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.0℃/h的降温速率自900℃降至室温，得到2.04×1.46×0.22mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例19
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比2:1:4:1在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、2.007g Ga2S3和0.068g S，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂6g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以22℃/h升温速率升至910℃，并保温32h；
c、将步骤b中的石英管以0.12mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为15天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以温度35℃/h的降温速率降至室温，得到2.04×1.46×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例20
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比2:1:4:1在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、2.007g Ga2S3和0.068g S，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂6g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以22℃/h升温速率升至910℃，并保温32h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.0℃/h的降温速率自910℃降至室温，得到2.02×1.44×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例21
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:1:23:39在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.138g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以24℃/h升温速率升至920℃，并保温34h；
c、将步骤b中的石英管以0.14mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为20天，在生长结束后，需将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以30℃/h的降温速率降至室温，得到2.04×1.48×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例22
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:1:23:39在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.138g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以24℃/h升温速率升至920℃，并保温34h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照2.0℃/h的降温速率自920℃降至室温，得到2.02×1.46×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例23
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比18:2:23:9在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.924gGa2S3和0.102g S，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以26℃/h升温速率升至930℃，并保温36h；
c、将步骤b中的石英管以0.16mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为25天，在生长结束后，需将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以25℃/h的降温速率降至室温，得到2.02×1.46×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例24
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比18:2:23:9在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.924gGa2S3和0.102g S，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以26℃/h升温速率升至930℃，并保温36h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.5℃/h的降温速率自930℃降至室温，得到2.04×1.48×0.20mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例25
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:46:69在氩气条件下称取0.952g Cs2S、0.125g GaCl3、1.138gGa和0.785g S，再以原料:助熔剂＝1:5称取助熔剂CsCl 15g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以28℃/h升温速率升至940℃，并保温38h；
c、将步骤b中的石英管以0.18mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为30天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以23℃/h的降温速率降至室温，得到2.00×1.44×0.20mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例26
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:46:69在氩气条件下称取0.952gCs2S、0.125gGaCl3、1.138gGa和0.785gS，再以原料:助熔剂＝1:5称取助熔剂CsCl 15g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以28℃/h升温速率升至940℃，并保温38h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照2.0℃/h的降温速率自940℃降至室温，得到2.02×1.42×0.22mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例27
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:23在氩气条件下称取0.951g Cs2S、0.125g GaCl3和1.924gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以30℃/h升温速率升至950℃，并保温40h；
c、将步骤b中的石英管以0.20mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为35天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以20℃/h的降温速率降至室温，得到1.98×1.46×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例28
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:23在氩气条件下称取0.951gCs2S、0.125gGaCl3和1.924gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以30℃/h升温速率升至950℃，并保温40h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.5℃/h的降温速率自950℃降至室温，得到2.00×1.48×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例29
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比为1:1:8:12在氩气条件下称取0.359g CsCl、0.634g Cs2S、1.188gGa和0.819g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以26℃/h升温速率升至920℃，并保温36h；
c、将步骤b中的石英管以0.12mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为40天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以35℃/h的降温速率降至室温，得到1.96×1.48×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例30
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比为1:1:8:12在氩气条件下称取0.359g CsCl、0.634g Cs2S、1.188gGa和0.819g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以26℃/h升温速率升至920℃，并保温36h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照2.0℃/h的降温速率自920℃降至室温，得到1.98×1.46×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例31
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比1:1:4在氩气条件下称取0.359g CsCl、0.634g Cs2S和2.007gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂CsCl 6g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤b中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以升温速率为22℃/h升至900℃，并保温38h；
c、将步骤b中的石英管以0.18mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为20天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以23℃/h的降温速率降至室温，得到1.94×1.50×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例32
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比1:1:4在氩气条件下称取0.359g CsCl、0.634g Cs2S和2.007gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂CsCl 6g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤b中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以22℃/h升温速率升至900℃，并保温38h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.5℃/h的降温速率自900℃降至室温，得到1.96×1.48×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例33
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比2:1:8:13在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、1.188g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:1称取助熔剂CsCl 3g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以28℃/h升温速率升至900℃，并保温40h；
c、将步骤b中的石英管以0.20mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为10天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以40℃/h的降温速率降至室温，得到1.94×1.50×0.12mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例34
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比2:1:8:13在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、1.188g Ga和0.888gS，再以原料:助熔剂＝1:1称取助熔剂CsCl 3g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以28℃/h升温速率升至900℃，并保温40h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照2.0℃/h的降温速率自900℃降至室温，得到1.96×1.48×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例35
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比2:1:4:1在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、2.007g Ga2S3和0.068g S，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂CsCl 6g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以升温速率为24℃/h升至910℃，并保温38h；
c、将步骤b中的石英管以0.18mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为15天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以35℃/h的降温速率降至室温，得到1.96×1.48×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例36
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比2:1:4:1在氩气条件下称取0.566g Cs、0.359g CsCl、2.007g Ga2S3和0.068gS，再以原料:助熔剂＝1:2称取助熔剂CsCl 6g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以24℃/h升温速率升至910℃，并保温38h；
c、将步骤c中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.5℃/h的降温速率自910℃降至室温，得到1.98×1.46×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例37
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:1:23:39在氩气条件下称取0.849gCs、0.125gGaCl3、1.138gGa和0.888gS，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以20℃/h升温速率升至920℃，并保温36h；
c、将步骤b中的石英管以0.16mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为20天，在生长结束后，需将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以30℃/h的降温速率降至室温，得到1.98×1.46×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例38
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:1:23:39在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.138g Ga和0.888g S，再以原料:助熔剂＝1:3称取助熔剂CsCl 9g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以20℃/h升温速率升至920℃，并保温36h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.0℃/h的降温速率自920℃降至室温，得到1.94×1.44×0.20mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例39
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比18:2:23:9在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.924gGa2S3和0.102g S，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以22℃/h升温速率升至930℃，并保温34h；
c、将步骤b中的石英管以0.14mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为25天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以25℃/h的降温速率降至室温，得到2.00×1.44×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例40
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比18:2:23:9在氩气条件下称取0.849g Cs、0.125g GaCl3、1.924gGa2S3和0.102g S，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以22℃/h升温速率升至930℃，并保温34h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.5℃/h的降温速率自930℃降至室温，得到2.00×1.46×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例41
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:46:69在氩气条件下称取0.952g Cs2S、0.125g GaCl3、1.138gGa和0.785g S，再以原料:助熔剂＝1:5称取助熔剂CsCl 15g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以26℃/h升温速率升至940℃，并保温32h；
c、将步骤b中的石英管以0.12mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为30天，在生长结束后，需将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以20℃/h的降温速率降至室温，得到2.02×1.46×0.12mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例42
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9：2：46：69在氩气条件下称取0.952g Cs2S、0.125g GaCl3、1.138gGa和0.785g S，再以原料:助熔剂CsCl＝1:5称取助熔剂15g，与原料混合均匀；
b、将步骤a所称取的原料和助熔剂在氩气条件下置入长为24cm、直径为12mm的石英管中并使用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照2.0℃/h的降温速率自940℃降至室温，得到2.04×1.50×0.16mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例43
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:23在氩气条件下称取0.951g Cs2S、0.125g GaCl3和1.924gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以30℃/h升温速率升至950℃，并保温30h；
c、将步骤b中的石英管以0.10mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为35天，在生长结束后，将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以15℃/h的降温速率降至室温，得到2.04×1.48×0.14mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例44
以坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、依照摩尔比9:2:23在氩气条件下称取0.951g Cs2S、0.125g GaCl3和1.924gGa2S3，再以原料:助熔剂＝1:4称取助熔剂CsCl 12g，与原料混合均匀，置入长为24cm、直径为12mm的石英管中，用真空泵将石英管内的气压抽至10-3Pa后进行熔融密封；
b、将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以30℃/h升温速率升至950℃，并保温30h；
c、将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按照1.0℃/h的降温速率自950℃降至室温，得到2.06×1.44×0.18mm3的氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
实施例45
将实施例9-44中所得的任意一种氯硫镓铯红外非线性光学晶体，按图4所示安置在3的位置上，在室温下，用调Q Ho：Tm：Cr：YAG激光器的2090nm输出作为光源，可以观察到1045nm倍频光输出，输出强度为同等条件AGS的0.6倍(图3)。
实施例46
将实施例9-44所得的任意一种Cs3Ga8S13Cl红外非线性光学晶体，按照图4所示，安置在3的位置上，其中1是激光器，2是凸透镜，Hg7P2Se12红外非线性光学晶体，4是棱镜，5是滤波片；由激光器1发出激光束经过凸透镜2射入Cs3Ga8S13Cl晶体3，所产生的出射激光束通过棱镜4和滤波片5，从而获得所需要的激光束。
使用本发明的Cs3Ga8S13Cl红外非线性光学晶体制作的器件可以是倍频发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器，光参量放大器。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种化合物氯硫镓铯，其特征在于，该化合物的分子式为Cs3Ga8S13Cl，分子量为2627.56，其结构属于单斜晶系，空间群为Cc，采用助溶剂法制成。
2.根据权利要求1所述化合物氯硫镓铯的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：
a. 按化学式Cs3Ga8S13Cl的摩尔比Cs∶Ga∶S∶Cl＝3∶8∶13∶1在氩气条件下称取原料，与助溶剂混合均匀；将混合物后装入石英容器中，并在真空条件下抽至10-3 Pa进行熔融密封；所述Cs原料为Cs、Cs2S或CsCl；所述Ga原料为Ga、Ga2S3或GaCl3，以及硫原料为S；所述助熔剂为CsCl，原料∶助熔剂=1∶1-5；
b. 将步骤a中的密封的样品置于马弗炉中，以10-40 ℃/h的速率升温至850-900 ℃，恒温20-30 h；再以10-20 ℃/h的速率降至室温，取出，放入研钵中进行捣碎研磨，用去离子水清洗助熔剂，得到粉末状的氯硫镓铯纯样。
3.一种氯硫镓铯红外非线性光学晶体，其特征在于，该晶体的化学式为Cs3Ga8S13Cl，分子量为2627.56，结晶于单斜晶系，空间群为Cc，晶胞参数为a=10.0698(5) Å，b=17.8139(8)Å，c=14.6479(6) Å；α=90°，β=90.218(2)°，γ=90°，V=2627.56(20) Å3。
4.根据权利要求3所述的氯硫镓铯红外非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，采用助熔剂法和坩埚下降法制备：
所述助熔剂法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a.按化学式Cs3Ga8S13Cl的摩尔比Cs∶Ga∶S∶Cl＝3∶8∶13∶1，与助溶剂混合均匀；装入石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3 Pa真空度后进行熔融密封，其中Cs源材料为Cs、Cs2S或CsCl；Ga源材料为Ga、Ga2S3或GaCl3；所述助熔剂为CsCl，原料∶助熔剂=1∶1-5；
b.将步骤a中石英管放入程序控温的马弗炉中，以10-20 ℃/h的升温速率升至850-900℃，保温20-30 h，再以4-6 ℃/h的降温速率冷却至室温，得到氯硫镓铯红外非线性光学晶体；
所述坩埚下降法生长氯硫镓铯红外非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a. 按化学式Cs3Ga8S13Cl的摩尔比Cs∶Ga∶S∶Cl＝3∶8∶13∶1，与助溶剂混合均匀；装入石英管中，用真空泵将石英管抽到10-3 Pa进行熔融密封，其中Cs源材料为Cs、Cs2S或CsCl；Ga源材料为Ga、Ga2S3或GaCl3；所述助熔剂为CsCl，原料∶助熔剂=1∶1-5；
b.将步骤a中石英管放入程序控温的坩埚下降炉中，以20-30 ℃/h升温速率为升至900-950 ℃，并保温30-40 h；
c.将步骤b中的石英管以0.1-0.2 mm/h的速度垂直下降，晶体在坩埚下降炉下降过程中进行生长，生长周期为10-40天，在生长结束后，需将晶体在坩埚下降炉中进行持续退火，以温度20-40 ℃/h的降温速率降温至室温，得到氯硫镓铯红外非线性光学晶体；
或将步骤b中的石英管置于坩埚下降炉中，并将炉温按1-2 ℃/h的降温速率自900-950℃降至室温，得到氯硫镓铯红外非线性光学晶体。
5.如权利要求1所述的氯硫镓铯红外非线性光学晶体在制备红外全固态激光器、红外激光制导雷达、激光医疗或中远距离激光通讯中的用途。
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