[发明专利]碘酸铯非线性光学晶体及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种碘酸铯非线性光学晶体及其制备方法和用途，该晶体的化学式为CsIO3，分子量为307.81，属于三方晶系，空间群为R3m，晶胞参数为a=6.6051(10)Å，b=6.6051(10)Å,c=8.087(3)Å；α=90°，β=90°，γ=120°，V=305.53(11)Å3,Z=3，有较宽的透光范围，紫外透过截止边为270 nm，红外透过截止边为16µm，带隙为4.2 eV，激光损伤阈值约为AgGaS2的15倍。该晶体采用水溶液法或水热法制备。CsIO3具有优异的非线性光学性能，非线性光学效应约为KDP的15倍。本发明制备的非线性光学晶体碘酸铯可应用于激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等方面及其相关领域。

技术领域

本发明涉及一种无机碘酸盐非线性光学晶体，碘酸铯属于无机化学领域，也属于晶体学领域、材料科学领域和光学领域。

背景技术

非线性光学晶体，具有倍频效应(SHG)，在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。非线性光学晶体以其优良的性质得到了广泛的关注。依据透光波段和适用范围，无机二阶非线性光学晶体材料可分为紫外光区非线性光学材料、可见光区非线性光学材料和红外光区非线性光学材料。目前已投入实际应用的非线性光学晶体包括KH2PO4(KDP),KTiOPO4(KTP),LiNbO3(LNO),BaTiO3(BTO),α-LiIO3,α-HIO3,AgGaS2等。其中，碘酸盐非线性光学晶体以优良的性质得到了广泛的关注。值得一提的是IO3-基团具有较大的微观非线性光学系数，在很大程度上其是由于其含有的孤对电子提供三个比较接近的能级，使其对提高非线性光学系数更有利。

碘酸铯(CsIO3)晶体是一种新型的非线性光学晶体材料，本发明首次通过研究生长出了碘酸铯晶体，并确定了CsIO3的单晶结构。经测试表明：该晶体的二阶非线性光学系数相当于15倍KDP，紫外透过截止边为270nm，红外透过截止边为16μm，带隙为4.2eV，激光损伤阈值约为AgGaS2的15倍。因此，碘酸铯晶体有望作为一种新型的非线性光学晶体材料，获得较高效率的相应的变频激光输出，从而获得实际应用。

发明内容

本发明目的是为了弥补各类激光器发射激光波长的空白光谱区，提供一种紫外吸收边较低，透光波段较宽，容易制备且稳定性较好的碘酸铯非线性光学晶体，该晶体化学式为CsIO3，分子量为307.81，属于属于三方晶系，空间群为R3m，晶胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝3。