IOOmm的開口鉑金坩堝中，加熱至 溫度600°C，恒溫5小時(shí)，得到氯酸鉛的混合熔體；
[0049] b、制備氯酸鉛籽晶：將步驟a得到的混合熔體或混合熔液以溫度0. 5°C /h的速率 緩慢降至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氯酸鉛籽晶；
[0050] c、將盛有步驟a制得的混合熔體的坩堝置入晶體生長(zhǎng)爐中，將步驟b得到的籽晶 沿c軸切割的Pb2. 140Cl2.2S籽晶用鉑金絲固定在籽晶桿下端，從爐頂部小孔將籽晶導(dǎo)入坩 堝，先預(yù)熱籽晶5分鐘，將籽晶下至接觸混合熔液液面進(jìn)行回熔，恒溫時(shí)間5分鐘，以溫度 l〇°C /h的速率在降溫至溫度505°C ;
[0051] d、再以溫度0. 1°C /天的速率緩慢降溫，以20rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生 長(zhǎng)，提拉速度為〇. lmm/h，結(jié)束生長(zhǎng)時(shí)加大提拉速度，使晶體脫離熔體液面，以溫度40°C / h的速率降至室溫，然后緩慢地從爐膛中取出晶體，即可獲得尺寸為23mmX 18mmX8mm的 Pb2. 140C12.28h日體。
[0052] 按實(shí)施例 2 所述方法，反應(yīng)式 1. 14PbCl2+Pb (CH3C00) 2- Pb 2.140C12.2S+C02 丨 +H20 合 成Pb2.140Cl2.2S化合物，亦可獲得Pb 2.140C12.2S晶體。
[0053] 實(shí)施例3 (采用熔體法）
[0054] 按反應(yīng)式 1. 14PbCl2+PbC204- Pb 2.140C12.2S+C02 t +C0 t 合成 Pb 2.140(：12.28化合物， 具體操作步驟依據(jù)實(shí)施例l進(jìn)行；
[0055] 采用泡生法制備Pb2.140Cl2. 2S晶體：
[0056] a、將合成的Pb2.140Cl2.2S化合物放入Φ lOOmmX 100mm的開口鉑金坩堝中加熱到熔 化，加熱至溫度600°C，恒溫25小時(shí)，得到氯酸鉛的混合熔體；
[0057] b、制備氯酸鉛籽晶：將步驟a得到的混合熔體以溫度2°C /h的速率緩慢降至室 溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氯酸鉛籽晶；
[0058] c、將盛有步驟a制得的混合熔體的坩堝置入晶體生長(zhǎng)爐中，將步驟b得到的籽晶 沿c軸切割的Pb2. 140Cl2.2S籽晶用鉑金絲固定在籽晶桿下端，從爐頂部小孔將籽晶導(dǎo)入坩 堝，先預(yù)熱籽晶15分鐘，使籽晶與熔體液面接觸，進(jìn)行回熔，恒溫時(shí)間15分鐘，以溫度5°C / h的速率在降溫至溫度505 °C ;
[0059] d、再以溫度2°C /天的速率緩慢降溫，以30rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生長(zhǎng)， 待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后，將晶體提離混合熔液表面，并以溫度20°C /h速率降至室溫，然 后將晶體從爐膛中取出，即可獲得尺寸為21mmX 17mmX 10mm的Pb2.140Cl2.2S晶體。
[0060] 實(shí)施例4 (采用高溫溶液法）
[0061] 按反應(yīng)式 1. 14PbCl2+PbC204- Pb 2.140C12.2S+C02 t +C0 t 合成 Pb 2.140(：12.28化合物， 具體操作步驟依據(jù)實(shí)施例l進(jìn)行；
[0062] 采用高溫溶液法制備Pb2.140Cl2. 2S晶體：
[0063] a、將合成的 Pb2.140Cl2.j^合物與助熔劑 PbCl 2按摩爾比 Pb 2.140C12.2S : PbCl 2 = 1 : 0.3進(jìn)行混配，裝入OlOOmmXIOOmm的開口鉑金坩堝中，加熱到熔化，加熱至溫度 600°C，恒溫60小時(shí)，得到含氯酸鉛與助熔劑的混合熔液；
[0064] b、制備硼酸鉛籽晶：將步驟a得到的混合熔液以溫度7°C /h的速率緩慢降至室 溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氯酸鉛籽晶；
[0065] c、將盛有步驟a制得的混合熔液的坩堝置入晶體生長(zhǎng)爐中，將步驟b得到的籽晶 沿c軸切割的Pb2. 140Cl2.2S籽晶用鉑金絲固定在籽晶桿下端，從爐頂部小孔將籽晶導(dǎo)入坩 堝，先預(yù)熱籽晶50分鐘，浸入液面下進(jìn)行回熔，恒溫時(shí)間50分鐘，以溫度40°C /h的速率在 降溫至溫度475°C ;
[0066] d、再以溫度0. 5°C /天的速率緩慢降溫，以60rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生 長(zhǎng)，待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后，將晶體提離混合熔液表面，并以溫度60°C A速率降至室 溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可獲得尺寸為18mmX12mmX6mm的透明Pb2. 140Cl2.2i^B 體。按實(shí)施例 4 所述方法，反應(yīng)式 1. 14PbCl2+Pb (CH3C00)2- Pb 2.140C12.2S+C02 丨 +H 20 合成 Pb2.140Cl2.2S化合物，亦可獲得 Pb 2.140C12.2S晶體。
[0067] 實(shí)施例5 (采用高溫溶液法）
[0068] 按反應(yīng)式 1. 14PbCl2+PbC204- Pb 2.140C12.2S+C02 t +C0 t 合成 Pb 2.140(：12.28化合物， 具體操作步驟依據(jù)實(shí)施例1進(jìn)行；
[0069] 采用高溫溶液法制備Pb2.140Cl2. 2S晶體：
[0070] a、將合成的Pb2.140CW七合物與助熔劑PbCl 2按摩爾比Pb2.140Cl2.2S : PbO = 1 : 1進(jìn)行混配，裝入?100mmX100mm的開□鉑金坩堝中，加熱到熔化，加熱至溫度600°C， 恒溫20小時(shí)，得到含氯酸鉛與助熔劑的混合熔液；
[0071] b、制備硼酸鉛籽晶：將步驟a得到的混合熔液以溫度:TC /h的速率緩慢降至室 溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氯酸鉛籽晶；
[0072] c、將盛有步驟a制得的混合熔液的坩堝置入晶體生長(zhǎng)爐中，將步驟b得到的籽晶 沿c軸切割的Pb2. 140Cl2.2S籽晶用鉑金絲固定在籽晶桿下端，從爐頂部小孔將籽晶導(dǎo)入坩 堝，先預(yù)熱籽晶30分鐘，浸入液面下進(jìn)行回熔，恒溫時(shí)間20分鐘，以溫度20°C /h的速率在 降溫至溫度450°C ;
[0073] d、再以溫度0. 5°C /天的速率緩慢降溫，以15rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生 長(zhǎng)，待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后，將晶體提離混合熔液表面，并以溫度30°C /h速率降至室溫， 然后將晶體從爐膛中取出，即可獲得尺寸為25mmX21mmX7mm的透明Pb2. 140Cl2.2S晶體。
[0074] 實(shí)施例6
[0075] 將實(shí)施例1-5所得任意的Pb2.140C12. 2S晶體按相匹配方向加工一塊5mmX 5mmX 5mm 的倍頻器件，按附圖3所示安置在3的位置上，在室溫下，用調(diào)Q Nd:YAG激光器作光源，入射 波長(zhǎng)為l〇64nm，由調(diào)Q Nd:YAG激光器1發(fā)出波長(zhǎng)為1064nm的紅外光束2射入Pb2.140Cl2. 2S 單晶3,產(chǎn)生波長(zhǎng)為532nm的綠色倍頻光，輸出強(qiáng)度為同等條件KDP的4倍，出射光束4含 有波長(zhǎng)為l〇64nm的紅外光和532nm的綠光，經(jīng)濾波片5濾去后得到波長(zhǎng)為532nm的綠色激 光。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化合物氯酸鉛，其特征在于該化合物的化學(xué)式為Pb 2.140C12.2S，分子量545. 802， 采用固相反應(yīng)法合成化合物，其中該化合物的組分是由摩爾比1.14 : 1的氯化鉛和氧化鉛 或碳酸鉛、硝酸鉛、醋酸鉛、草酸鉛制成。2. -種氯酸鉛紅外非線性光學(xué)晶體，其特征在于該晶體的化學(xué)式為Pb 2.140C12.2S，分子 量545. 802,不具有對(duì)稱中心，屬正交晶系，空間群Fmm2,晶胞參數(shù)為a = 5. 829(3) A，b = 16. 056(6) A，c = 35. 528(15) A。3. 如權(quán)利要求2所述的化合物硼酸鉛非線性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于采用固 相反應(yīng)法合成化合物，再采用化合物熔體法生長(zhǎng)晶體或加入助溶劑生長(zhǎng)晶體，具體操作按 下列步驟進(jìn)行： a、 將氯酸鉛化合物在坩堝中加熱到熔化，加熱至溫度350-650°C，恒溫5-80小時(shí)，得到 氯酸鉛的混合熔體； 或?qū)⒙人徙U化合物中直接加入助熔劑，加熱至溫度350-650°C，恒溫5-80小時(shí)，得到含 氯酸鉛與助熔劑的混合熔液，其中氯酸鉛化合物與助熔劑的摩爾比為1 :〇. 1-2 ; b、 制備氯酸鉛籽晶：將步驟a得到的混合熔體或混合熔液以溫度0. 5-10°C /h的速率 緩慢降至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氯酸鉛籽晶； c、 將盛有步驟a制得的混合熔體或混合熔液的坩堝置入晶體生長(zhǎng)爐中，將步驟b得到 的籽晶固定于籽晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下籽晶，先預(yù)熱籽晶5-60分鐘，將籽晶下至接 觸混合熔液液面或混合熔液體中進(jìn)行回熔，恒溫時(shí)間5-60分鐘，以溫度1-60°C /h的速率 再降溫至溫度350-480 °C ; d、 再以溫度0. 1_5°C /天的速率緩慢降溫，以0-60rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生 長(zhǎng)，待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后，將晶體提離混合熔液表面，并以溫度1_80°C /h速率降至室 溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可得到氯酸鉛紅外非線性光學(xué)晶體。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟a所述助熔劑為PbCl 2或PbO。5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟b所述化合物熔體法生長(zhǎng)晶體包括提拉 法、泡生法或謝禍移動(dòng)法。6. 如權(quán)利要求2所述的硼酸鉛非線性光學(xué)晶體在制備倍頻發(fā)生器、上或下頻率轉(zhuǎn)換器 或光參量振蕩器中的用途。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化合物氯酸鉛和氯酸鉛紅外非線性光學(xué)晶體及制備方法和用途，該化合物的化學(xué)式為Pb2.14OCl2.28，分子量545.802，采用固相反應(yīng)法制成，該化合物晶體的化學(xué)式為Pb2.14OCl2.28，分子量545.802，不具有對(duì)稱中心，屬正交晶系，空間群Fmm2,晶胞參數(shù)為a=5.829(3)？？,b=16.056(6)？？？,c=35.528(15)？？，采用化合物熔體法生長(zhǎng)晶體或加入助溶劑生長(zhǎng)晶體，通過本發(fā)明所獲得的晶體材料具有較強(qiáng)的能相位匹配的倍頻效應(yīng)(SHG)，Kurtz粉末倍頻測(cè)試結(jié)果表明其粉末倍頻效應(yīng)為磷酸二氫鉀(KDP)的4倍，能夠?qū)崿F(xiàn)相位匹配，透過波段為0.34-7μm；激光損傷閾值是目前的商用的紅外非線性光學(xué)晶體材AgGaS2的激光損傷閾值的10倍；不含結(jié)晶水,對(duì)空氣穩(wěn)定,且熱穩(wěn)定性較好。在激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、光折變信息處理等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C30B17/00, C30B15/00, C30B29/22, C01B11/14, C30B11/00
【公開號(hào)】CN105621361
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410626434
【發(fā)明人】潘世烈, 張輝, 張敏
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月8日