一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体及其制备与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113417008A(43)申请公布日2021.09.21(21)申请号202110367563.4(22)申请日2021.04.06(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人张弛吴天辉吴超(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人刘燕武(51)Int.Cl.C30B29/46(2006.01)C30B7/10(2006.01)G02F1/355(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体及其制备与应用(57)摘要本发明涉及一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体及其制备与应用，该晶体材料的化学式为Ce(IO3)2(SO4)，分子量为585.98，属于正交晶系，其空间群为P212121，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4，晶胞体积为本发明的碘酸硫酸铈晶体材料具有优良的光学性能，在1064nm激光辐照下，粉末倍频强度约为磷酸二氢钾晶体的3.5倍，且在1064nm激光照射下能实现相位匹配。此外，该晶体材料具有大的双折射(546nm处0.259)，在激光频率转换、光电调制、激光信号全息储存等领域具有广泛的应用前景。CN113417008ACN113417008A权利要求书1/1页1.一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体，其特征在于，其化学式为Ce(IO3)2(SO4)。2.根据权利要求1所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体，其特征在于，其属于正交晶系，空间群为P212121，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4，晶胞体积为3.如权利要求1或2所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，取铈源、硫源、碘源和水混合，再在水热条件下晶化，即得到目的产物。4.根据权利要求3所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，所述的铈源为二氧化铈或硫酸铈；所述的硫源为硫酸；所述的碘源为五氧化二碘、碘酸或高碘酸。5.根据权利要求3所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，铈源、硫源、碘源与水的添加量满足：铈元素、硫元素、碘元素和水的摩尔比例为1：(0.5～20)：(0.5～50)：(20～200)。6.根据权利要求3所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，水热条件的温度为150～230℃，晶化时间不少于24h。7.根据权利要求3所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，晶化完成后，所得产物以0.5～15℃/h的降温速率降至室温，再过滤清洗后，即得到目的产物。8.根据权利要求3所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，晶化过程在密闭反应釜内进行。9.如权利要求1所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的应用，其特征在于，该二阶非线性光学晶体用于可见中远红外激光变频输出。10.根据权利要求9所述的一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体的应用，其特征在于，该二阶非线性光学晶体用于制备倍频发生器、光参量振荡器、光参量放大器和/或光电整流器。2CN113417008A说明书1/5页一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体及其制备与应用技术领域[0001]本发明属于非线性光学材料技术领域，涉及一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体及其制备与应用。背景技术[0002]具有二次谐波(SHG)特性的非线性光学晶体材料在现代激光科学技术中起着至关重要的作用，因为它的频率转换能力可以扩展激光光源的输出光谱范围。二阶NLO晶体材料的先决条件是具有晶体学上的非中心对称(NCS)结构，并且存在不对称结构单元可能会促进宏观NCS结构的形成。目前，开发新的NLO材料的一种有效策略是引入π共轭平面三3‑2‑‑角形的不对称结构单元(例如[BO3]，[CO3]，[NO3])，例如商业化的KBe2BO3F2(KBBF)，β‑BaB2O4(BBO)和LiB3O5(LBO)。除了π共轭基团以外，在UV‑Vis区域具有抗吸收性的非π共轭3‑[PO4]基团也已广泛用于NLO材料的设计，例如KH2PO4(KDP)和KTiOPO4(KTP)以及最近开发的LiCs2PO4，Ba2NaClP2O7。但是，这些材料不能完全满足各种线性和非线性光学应用技术提出的所有要求。因此，研究新型的高性能NLO材料是当前无机光学功能材料领域的一个重要方向。发明内容[0003]本发明的目的就是为了提供一种碘酸硫酸铈二阶非线性光学晶体及其制备与应用，以解决当前四面体基的非线性光学晶体材料弱的SHG信号和/或小的双折射问题，实现同时具有大的SHG响应和双折射。[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：[0005]本发明的技术方案之一提供了一种碘