[发明专利]氯酸铅红外非线性光学晶体在制备宽波段红外光学窗口材料中的用途

说明书

本发明涉及一种氯酸铅红外非线性光学晶体在制备宽波段红外光学窗口材料中的用途，该晶体具有优异的红外窗口材料性能：其透过范围为0.34‑13.9μm，其激光损伤阈值是商用材料AgGaS₂的12.8倍，带隙能达到3.44 eV，大于商用材料AgGaS₂晶体的带隙2.64 eV。氯酸铅晶体综合了当前氧化物红外光学窗口材料优异的力学、物理化学性能及卤化物红外光学窗口材料的宽透过光学性能，是一例极具前景的宽波段红外光学窗口材料，可用于红外激光制导、红外激光雷达、能源探测或远距离激光通讯领域。

技术领域

本发明属于红外光学窗口材料的制备领域，具体地涉及氯酸铅(Pb₁₇O₈Cl₁₈)红外非线性光学晶体在制备宽波段红外光学窗口材料中的用途。

背景技术

每种处于0K以上的物体都会发射特征的红外波段电磁波，基于此，人们发展了多种红外技术用于通信、医疗、遥感等军民领域。例如，红外制导具有精度高、抗干扰能力强、结构紧凑、隐蔽性好、机动灵活等突出优势，广泛应用于各种导弹的制导、红外预警、观察瞄准等方面，受到世界各国高度重视；红外探测器作为探测和预警红外信号的重要设备，在军事国防和民用领域均具有广泛的应用。其中，红外光学窗口材料，作为实现上述应用的一个关键部件，近年来受到了广泛的关注。商用的红外光学窗口主要包括卤化物、氧化物及硫属化物，如MgF₂、Al₂O₃、MgAl₂O₄、Y₂O₃、ZnS和ZnSe等。这些材料具有各自的优缺点，如氧化物具有良好的力学及物理化学稳定性，但透过波段一般仅能覆盖3-5μm，不能满足当前各种红外激光技术对多波段应用的需求；卤化物与硫属化物具有宽的透过波段，尤其是硫属化物能覆盖3-5μm和8-14μm两个重要的大气窗口波段，但该类材料的物理化学稳定性是限制其应用的主要制约因素。因此，随着红外激光技术的发展，亟需发展透过波段宽、力学性能优异、物理化学稳定性高、综合性能优异的新型红外光学窗口材料。

对于一个理想的红外光学窗口材料，需要满足如下基本的要求：(1)在红外波段具有宽的透过波长及高的透过率；(2)具有高的激光损伤阈值；(3)力学性能优异；(4)物理化学性质稳定；(5)易获得光学均匀性好的大尺寸单晶等。近来的研究表明，重金属氧卤化物复合了氧化物与卤化物的结构及性能优势，可以覆盖中红外(3-5μm)和远红外(8-14μm)两个大气窗口，同时具备优异的力学及物理化学性能，可以作为开发宽波段红外光学窗口材料的一个优选体系。

发明内容

本发明目的在于，提供一种氯酸铅红外非线性光学晶体在制备宽波段红外光学窗口材料中的用途。该晶体具有优异的红外窗口材料性能：其透过范围为0.34-13.9μm，其激光损伤阈值是商用材料AgGaS₂的12.8倍，带隙能达到3.44eV，大于商用材料AgGaS₂晶体的带隙2.64eV。氯酸铅晶体综合了当前氧化物红外光学窗口材料优异的力学、物理化学性能及卤化物红外光学窗口材料的宽透过光学性能，是一例极具前景的宽透过红外光学窗口材料，适用于红外激光制导、红外激光雷达、能源探测或远距离激光通讯中的用途。

本发明所述的一种氯酸铅红外非线性光学晶体在制备宽波段红外光学窗口材料中的用途，该晶体的分子式为Pb₁₇O₈Cl₁₈，分子量为4288.33，空间群为Fmm2，其晶胞参数为晶胞体积每个晶胞中包含3个Pb₁₇O₈Cl₁₈化学式，该晶体材料的透过范围为0.34-13.9μm，带隙达到3.44eV。

所述的氯酸铅晶体在制备红外激光制导、红外激光雷达、能源探测或远距离激光通讯中的用途。