[发明专利]一种钼氧基三阶非线性光学材料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种Mo-O基球形结构的有机-无机杂化三阶非线性光学材料及其合成方法。

背景技术

随着激光武器的发展，激光防护变得愈发急迫。现有的激光防护材料基于线性光学原理，所制成的激光防护镜，无论是吸收型的、反射型的、还是复合型的，分别存在防护波长单一、透过率不高、有防护角度要求等缺点，大多都只能在较少的特定波长上、有些甚至只能在一个波长上才能起到防护作用，在实战中这些防护器材日渐难以发挥作用，有时甚至不起作用。非线性光学防护是应对这些挑战的必然趋势。

无机晶体是最早被研究的非线性光学材料，且已被应用于器件的研制中，但无机非线性光学材料响应时间长，制备工艺较困难，可选择种类单一，易潮解等缺点限制了它的应用。近年来，有机化合物材料的三阶非线性光学性质成为了研究的热点，文献中报道的材料有聚硫苯、二茂铁衍生物等共扼有机聚合物、富勒烯、半导体和原子簇化合物等。有机分子、高聚物非线性光学材料因具有非线性光学系数大，透光波长范围宽，本征开关时间短，光学损伤阈值高，加工性能好等优点而受到科学研究者们的关注，但是却具有热稳定性差、合成复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的合成方法简单、稳定性高的只有非线性折射而没有非线性吸收的钼氧基有机-无机杂化三阶非线性光学材料及其合成方法。

本发明所提供的有机-无机杂化三阶非线性光学材料材料，其分子式为(NH₄)₄₂[{(Mo^VI)Mo^VI₅O₂₁(H₂O)₆}₁₂{Mo^V₂O₄}₃₀(CH₃COO)₅(HOOC(CH₂)₂COO)₂₅]·≈100H₂O。

本发明的制备方法，包括以下步骤：按照物质的量比例为1～3∶40～80将丁二酸铵加入到(NH₄)₄₂[Mo₁₃₂O₃₇₂(CH₃COO)₃₀(H₂O)₇₂]·ca.300H₂O·ca.10CH₃COONH₄(代号为{Mo₁₃₂Ac})水溶液中，搅拌并用HCl酸化，过滤，静置使溶液结晶，抽滤并洗涤，自然风干，得到三阶非线性光学材料。

阴离子为Mo-O基球形囊状结构，囊的内表面共价键合着醋酸根和丁二酸根。

与现有三阶非线性材料相比较，本发明所提供的有机-无机杂化三阶非线性光学材料没有明显的非线性吸收，具有较大非线性折射系数，具有自散焦性能。在常温下非常稳定，合成方法简单。

附图说明

图1、该材料分子中阴离子结构多面体示意图

图2、该材料的IR谱图(KBr压片)。

图3、该材料的水溶液紫外可见光谱。

图4、该材料的固体Raman光谱。

图5、浓度为1×10^-5M的该材料的水溶液Z-扫描闭孔曲线。

图6、浓度为1×10^-5M的该材料的水溶液Z-扫描开孔曲线。

其中实线为拟合后的理论曲线，黑色大圆点为实际测量值。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式