[发明专利]含苯并吲哚基团的有机盐类光学晶体及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种含苯并吲哚基团的有机盐类光学晶体及其制备方法与应用，属于有机二阶非线性光学技术领域。该晶体结构如式(1)，该晶体制备方法为：将(E)‑2‑(4‑羟基‑3‑甲氧基)‑1,1,3‑三甲基‑1H‑苯并[e]吲哚‑3‑碘盐在50℃条件下溶于甲醇:乙腈＝1:1mol/mol的混合溶剂中配制饱和溶液，将溶液置于磁力搅拌器上缓慢降温生长得到所述晶体。该晶体应用于激光频率转换中和太赫兹波产生及探测中。本发明的二阶非线性光学材料具有良好的晶体生长能力，且晶体表现出较好的宏观二阶非线性特。

技术领域

本发明涉及有机二阶非线性光学技术领域，特别是指一种含苯并吲哚基团的有机盐类光学晶体及其制备方法与应用。

背景技术

非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料之一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础，是高新技术和现代军事技术中不可缺少的关键材料。非线性光学晶体材料可以用来进行激光频率转换，扩展激光的波长；用来调制激光的强度、相位；实现激光信号的全息存储、消除波前畴变的自泵浦相位共轭等等，其发展程度与激光技术的发展密切相关。目前，国内外使用的非线性光学晶体主要是铌酸锂为代表的无机晶体。

有机晶体材料与无机晶体材料相比具有以下优点：⑴较快的响应时间(亚皮秒级)；⑵较大的二阶非线性系数(通常比无机晶体高1～2个数量级)；⑶高光损伤阈值；⑷较小的介电常数；⑸易加工性。因此，有机二阶非线性光学材料在光存储和光数据处理方面具有更大的应用潜力。

4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)是目前被研究得最多的一种有机非线性光学晶体，是该领域的标志性材料。虽然DAST已经具有了很高的非线性，但实际非线性系数距离理论计算得到的结果还相差将近十倍，仍有很大的提高余地。同时，DAST的晶体增长周期比较长，得到厘米尺度的晶体需要一到两个月的时间，这也是困扰其大规模应用的一个重大挑战。这迫切需要我们继续非线性光学有机晶体领域的研究和探索，发展新的具有大宏观二阶非线性和高温度及光稳定性的有机材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含苯并吲哚基团的有机盐类光学晶体及其制备方法与应用。

该晶体为(E)-2-(4-羟基-3-甲氧基)-1,1,3-三甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-碘盐晶体，结构如式(1)：

该晶体属于单斜晶系，空间组群为P2₁，晶体学参数：α＝90.00°，β＝106.401(2)°，γ＝90.00°，z＝2。

制备该含苯并吲哚基团的光学盐类晶体的方法，具体为：将(E)-2-(4-羟基-3-甲氧基)-1,1,3-三甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-碘盐在50℃条件下溶于甲醇:乙腈＝1:1mol/mol的混合溶剂中配制成饱和溶液，将溶液置于磁力搅拌器上以每天2℃的速度缓慢降温，降至38℃后，以每天1℃的速度降温生长得到该晶体。

其中，(E)-2-(4-羟基-3-甲氧基)-1,1,3-三甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-碘盐可按照文献(Xiaoqi Li,Yongkang Yue,Yin Wen,Caixia Yin,Fangjun Huo.Hemicyanine basedfluorimetric and colorimetric pH probe and its application in bioimaging[J].Dyes and Pigments,2016,134,291-296.)公开的方法制备。