[发明专利]系列碱土金属硫代（硒代）锗酸盐化合物及其非线性光学晶体及其制备方法及其用途

说明书

本发明涉及碱土金属硫代(硒代)锗酸盐化合物和碱土金属硫代(硒代)锗酸盐非线性光学晶体及其制备方法及其用途，该系列化合物和晶体化学式通式均为AEsubgt;3/subgt;GeOQsubgt;4/subgt;，其中AE＝Ca，Sr，Ba；Q＝S、Se，均属正交晶系，空间群Pca21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°。化合物碱土金属硫代(硒代)锗酸盐采用真空高温固相反应法合成，碱土金属硫代(硒代)锗酸盐晶体采用高温溶液法或布里奇曼法(坩埚下降法)生长。该材料可用于二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器等。

技术领域

本发明涉及一种新型系列碱土金属硫代(硒代)锗酸盐化合物及其非线性光学晶体，化合物碱土金属硫代(硒代)锗酸盐及其晶体的分子通式均为AE₃GeOQ₄，其中AE＝Ca，Sr，Ba；Q＝S、Se，其非线性光学晶体及化合物的制备方法，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系列化合物碱土金属硫代(硒代)锗酸盐。

本发明的目的之二是提供系列化合物碱土金属硫代(硒代)锗酸盐的制备方法。

本发明的目的之三是提供系列碱土金属硫代(硒代)锗酸盐红外非线性光学晶体。

本发明的目的之四是提供系列碱土金属硫代(硒代)锗酸盐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系列碱土金属硫代(硒代)锗酸盐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碱土金属硫代(硒代)锗酸盐化合物，其特征在于该化合物碱土金属硫代(硒代)锗酸盐的分子通式为AE₃GeOQ₄，其中AE＝Ca,Ba，Sr；Q＝S、Se，不具有对称中心，正交晶系，空间群Pca2₁，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4，单胞体积

本发明的目的之二是这样实现的：

本发明提供的系列化合物碱土金属硫代(硒代)锗酸盐，其采用真空高温固相反应法按下列化学反应式制备碱土金属硫代(硒代)锗酸盐化合物:

1)3SrS+0.5GeO₂+0.5Ge+1S→Sr₃GeOS₄

2)3SrS+0.5GeO₂+0.5GeS₂→Sr₃GeOS₄