一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料及其制备和应用.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CN113265707A(43)申请公布日2021.08.17(21)申请号202110389438.3(22)申请日2021.04.12(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)H01S3/109(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料及其制备和应用(57)摘要本发明涉及一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料及其制备和应用，该晶体材料的化学式为(NH4)La(SO4)2，属于正交晶系，空间群为Pmn21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝2。本发明的无机化合物晶体在1064nm激光照射下，其粉末倍频强度约为KH2PO4(KDP)晶体的1.8倍，且在该频率的激光照射下可以实现相位匹配。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。CN113265707ACN113265707A权利要求书1/1页1.一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料，其特征在于，其化学式为(NH4)La(SO4)2。2.根据权利要求1所述的一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料，其特征在于，该晶体材料属于正交晶系，空间群为Pmn21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝2。3.根据权利要求2所述的一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料，其特征在于，该晶体材料的晶胞参数为4.如权利要求1‑3任一所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，其特征在于，将含有铵根、镧元素和硫酸根的原料混合后，加热晶化，即得到目的产物。5.根据权利要求4所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，其特征在于，所有原料中，铵根、镧元素和硫酸根的摩尔比为1：(1‑10)：(1‑10)。6.根据权利要求4所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，其特征在于，晶化温度为150‑230℃，晶化时间不少于24h。7.根据权利要求4所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，其特征在于，含有铵根的原料选自氨水和硫酸铵中的至少一种。8.根据权利要求4所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，其特征在于，含有镧元素的原料选自氧化镧、硫酸镧、硝酸镧和碳酸镧中的至少一种。9.根据权利要求4所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，其特征在于，含有硫酸根的原料选自硫酸、硫酸镧中的至少一种。10.如权利要求1‑3任一所述的硫酸铵镧非线性光学晶体材料在激光器中的应用。2CN113265707A说明书1/5页一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料及其制备和应用技术领域[0001]本发明属于非线性光学晶体技术领域，涉及一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料及其制备和应用。背景技术[0002]二阶非线性光学晶体的典型特征是具有倍频效应(SHG)，是一种重要的光电功能材料，在倍频器件、电光调制、全息存储元件等方面广泛应用。大量具有非心结构的金属硼酸盐具有优异的二阶非线性光学性能，吸引了国内外研究工作者的广泛兴趣。目前已在市场上广泛应用的非线性光学晶体包括LiB3O5(简写为LBO)，β‑BaB2O4(简写为BBO)以及在深紫外区能实现倍频效应的KBe2BO3F2(简写为KBBF)等，其中KBBF晶体材料的最短输出波长可达到179.4nm。[0003]然而目前这些材料的制备方法大多为高温固相合成，而且化合物的纯相难以制备，非线性光学系数也有待于进一步提高。发明内容[0004]本发明的目的就是为了提供一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料及其制备和应用。[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：[0006]本发明的技术方案之一提供了一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料，其化学式为(NH4)La(SO4)2。该晶体表现出强的倍频效应，宽的透光范围，其粉末SHG系数为KH2PO4(KDP)的1.8倍，且能实现相位匹配，是具有潜在应用价值的非线性光学材料。[0007]进一步的，该晶体材料属于正交晶系，空间群为Pmn21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝2。[0008]更进一步的，该晶体材料的晶胞参数为进一步优选地，所述晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝2。[0009]本发明的无机化合物晶体(NH4)La(SO4)2的晶体结构如图1所示。每个S原子与4个O原子连接形成SO4四面体。每个SO4和铵根通过氢键连接在ac面形成[(NH4)(SO4)2]∞层。三价的稀土镧离子位于层之间(图1)。[0010]本发明的技术方案之二提供了一种硫酸铵镧非线性光学晶体材料的制备方法，将含有铵根、镧元素和硫酸根的原料混合后，加热晶化，即得