[发明专利]化合物氟化硫属锗酸钡和氟化硫属锗酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种化合物氟化硫属锗酸钡和氟化硫属锗酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途，该化合物和晶体化学式均为Ba₂F₂Ge₂O₃S₂，均属正交晶系，空间群Aba2，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝8，单胞体积分子量569.98，该Ba₂F₂Ge₂O₃S₂粉末在2090nm激光照射下，其倍频效应约为1倍KTiOPO₄。化合物氟化硫属锗酸钡采用真空高温固相反应法合成，氟化硫属锗酸钡非线性光学晶体采用高温溶液法或布里奇曼法(坩埚下降法)生长，该晶体在非线性光学器件中有广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种新型红外非线性光学晶体材料氟化硫属锗酸钡，化学式为Ba₂F₂Ge₂O₃S₂，其非线性光学晶体及粉末的制备方法，属于光学技术和晶体材料科技领域。

背景技术

近些年中远红外倍频效应大、透过波段宽、光损伤阈值大、物化性能稳定的新型非线性光学晶体材料的研究逐渐变为热点话题。目前主要非线性光学材料有：β-BaB₂O₄(BBO)晶体、LiB₃O₅(LBO)晶体、CsB₃O₅ (CBO)晶体、CsLiB₆O₁₀(CLBO)晶体、KBe₂BO₃F₂(KBBF)晶体、AgGaS₂(AGS)晶体、AgGaSe₂(AGSe)晶体和ZnGeP₂(ZGP)晶体。虽然这些材料的晶体生长技术已日趋成熟，但仍存在着明显的不足之处：如晶体易潮解、生长周期长、层状生长习性严重、价格昂贵、激光损伤阈值小以及双光子吸收等。因此，寻找新的非线性光学晶体材料仍然是一个非常重要而艰巨的工作。

锗酸盐晶体是重要的半导体材料、中红外材料，其性能受到广泛的关注，在照明、显示、军事安全保卫及激光医疗等领域有较为广泛的应用。由于其较好的综合性能，利于获得较强的非线性光学效应，是新型中远红外非线性光学晶体的理想选择。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种氟化硫属锗酸钡化合物。

本发明的目的之二是提供一种氟化硫属锗酸钡化合物的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种氟化硫属锗酸钡红外非线性光学晶体。

本发明的目的之四是提供一种氟化硫属锗酸钡红外非线性光学晶体的制备方法。

本发明的目的之五是提供一种氟化硫属锗酸钡红外非线性光学晶体生长的助熔剂体系。

本发明的目的之六是提供一种氟化硫属锗酸钡红外非线性光学晶体的应用。

本发明的目的之一是这样实现的：

本发明目的在于提供一种新型红外非线性光学材料氟化硫属锗酸钡化合物，其特征在于该晶体的化学式为Ba₂F₂Ge₂O₃S₂，分子量569.98，不具有对称中心，属正交晶系，空间群Aba2，晶胞参数为Z＝8，单胞体积在室温下，用Nd:YAG调Q激光器作光源，在2090nm激光照射下，晶体其粉末倍频能力大约是商业化晶体KTP(KTiOPO₄)的1倍。

本发明的目的之二是这样实现的：

一种氟化硫属锗酸钡化合物的制备方法，包括如下步骤：