專利名稱：非線性光學材料ZnTeMoO₆及其晶體的生長方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學晶體材料及其生長方法，具體地說是涉及到一種新型非線性光學材料碲鉬酸鋅(化學式SiTeMoO6)及其晶體的生長方法。
背景技術：
非線性光學效應是入射光波電場與晶體中的分子或基團相互作用的結(jié)果。利用晶體的二階非線性光學效應產(chǎn)生的倍頻、混頻、參量振蕩及光參量放大的變頻技術，以應用于醫(yī)療、核聚變、激光武器、光通訊、光存儲等方面。無機非線性光學晶體材料在二階非線性光學材料中占據(jù)主導位置。碲鉬酸鋅的化學式為SiTeMoO6,正交晶體，空間群為P2&2，晶體結(jié)構中無對稱中心。由于SiTeMoO6*存在含d°軌道的過渡金屬陽離子(Mo6+)和含孤對電子的陽離子(Te4+)， 這兩種陽離子都會產(chǎn)生姜-泰勒效應(Jahn-Teller effect)，分子的電子云在某些情形下發(fā)生構型形變，因而SiTeMoO6會是一種優(yōu)良的二階非線性光學材料，故SiTeMoO6晶體可應用于非線性光學領域，豐富了非線性光學材料的研究內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種新型非線性光學材料碲鉬酸鋅及其晶體的生長方法，特別是采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中生長碲鉬酸鋅晶體的方法。非線性光學材料SiTeMoO6,包括S^eMoO6多晶粉體和S^eMoO6晶體，其特征在于 粉末倍頻效應為2 XKTP,晶體透過范圍為0. 4 μ m-22. 2 μ m,材料具備相位匹配能力。所述S1TeMoO6多晶粉體采用固相合成法制備，所述SiTeMoO6晶體采用緩冷法在 TeO2-MoO3熔鹽體系中自發(fā)成核生長。所述S1TeMoO6多晶粉體的制備方法如下將&ι0、TeO2和MoO3按比例混合均勻，置于鉬坩堝，500-600°C煅燒10_30h，冷卻， 瑪瑙研缽中研細，對粉體進行X射線衍射分析，重復上述操作，直至所得粉體為純相。所述SiTeMoO6 晶體，生長原料為 SiiTeMoO6 粉體、TeR 和 MoO3,或 ZnOJeR 和 MoO3, 以TeA和MoO3作為助溶劑，采用自發(fā)成核生長，ZnTeMoO6晶體的生長方法如下將原料按比例混合均勻，置于鉬坩堝，放入自制晶體生長爐中，快速升溫至熔化， 恒溫25h，使熔體完全熔化均勻，晶體的生長依靠自發(fā)成核，以2-10°C /h降溫至400°C，再以 20-300C /h降溫至室溫，用熱的稀鹽酸浸泡坩堝，洗去助溶劑，烘干后即得到晶體。本發(fā)明的有益效果是(1) ZnTeMoO6具有較大的倍頻效應，其粉末倍頻效應與兩倍的KTP相當，且具備相位匹配能力；(2) ZnTeMoO6 晶體的透過率范圍為0. 4 μ m-22. 2 μ m ；(3) ZnTeMoO6晶體不潮解，不溶于水，不溶于稀鹽酸，物理化學性能穩(wěn)定。本發(fā)明可應用于醫(yī)療、核聚變、激光武器、光通訊、光存儲等方面。


圖1為本發(fā)明實施例1中S1TeMoO6粉體的X射線衍射圖譜圖2為本發(fā)明實施例2中SiTeMoO6晶體的照片圖3為本發(fā)明實施例2中SiTeMoO6晶體的紫外-可見-近紅外透過光譜圖4為本發(fā)明實施例2中SiTeMoO6晶體的紅外透過光譜(2. 5 μ m_22. 2 μ m)圖5為本發(fā)明SiTeMoO6晶體的相位匹配圖
具體實施例方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明技術方案做進一步說明。實施例1采用固相合成制備SiTeMoO6粉體將SiO (國藥)、Te02 (四川鑫龍碲業(yè))和MoO3 (上海龍津)按摩爾比1 1 1混合均勻，置于p30x30mm的鉬坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中，緩慢升溫至550°C，保溫20h， 冷卻至室溫后，將燒結(jié)后的粉體在瑪瑙研缽中研細。重復對粉體進行煅燒、研磨3次后，得到白色SiiTeMoO6粉體。利用MiniflexII型X-射線衍射儀對粉體進行X射線衍射分析，并與IS⑶數(shù)據(jù)庫中SiTeM0O6(Cc)Il Code :163981)的X-射線衍射圖譜進行比較(圖1)，結(jié)果顯示為純 ZnTeMoOj0實施例2采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中生長S^eMoO6晶體將SiTeMoO6(實施例1制得)、TeO2和MoO3按摩爾比1 3 3混合均勻，置于 Φ30Χ30πιπι的鉬坩堝中，將坩堝放入晶體生長爐(溫度控制器為AL-808P型，Pt-Iih熱電偶)，緩慢升溫至630°C，恒溫25h，使熔體熔化均勻，利用自發(fā)成核，以5°C /h降溫至400°C， 再以25°C/h降溫至室溫。用熱的稀鹽酸浸泡坩堝，洗去助溶劑，烘干后即得到晶體。晶體呈薄片狀，尺寸最大為5mmX4mmXlmm(圖2)。圖3、4為SiTeMoO6晶體的透過率曲線，晶體的透過率范圍為0. 4 μ m_22. 2 μ m。圖 5為S^eMoO6晶體的高溫差示熱曲線。實施例3采用緩冷法在1TeO2-M0O3熔鹽體系中生長SiTeMoO6晶體將&10、1^02和] 003按摩爾比1 4 4混合均勻，置于Φ 30 X 30謹?shù)你f坩堝中， 將坩堝放入晶體生長爐(溫度控制器為AL-808P型，Pt-Iih熱電偶)，緩慢升溫至630°C，恒溫25h，使熔體熔化均勻，以5°C /h降溫至400°C，再以25°C /h降溫至室溫。用熱的稀鹽酸浸泡坩堝，洗去助溶劑，烘干后即得到晶體。實施例4ZnTeMoO6粉末倍頻效應材料的倍頻性能通過Kurtz粉末倍頻測試法測得，以KTP粉末作為標樣，用1064nm Nd:YAG脈沖激光作為光源，測得SiTeMoO6粉末倍頻效應與兩倍的KTP相當。實施例5
SiTeMoO6相位匹配測試將SiTeMoO6粉末研磨，篩成不同粒度范圍(見圖5)的粉末，分別裝入兩面有玻璃窗的樣品池，使用1064nm Nd:YAG脈沖激光作為光源，KTP粉末作為標樣。結(jié)果顯示， ZnTeMoO6可以實現(xiàn)基頻波1064nm的相位匹配，具備相位匹配能力。
權利要求
1.非線性光學材料SiTeMoO6，其特征在于其粉末倍頻效應為2XKTP，其晶體透過范圍為0. 4 μ m-22. 2 μ m，具備相位匹配能力。
2.根據(jù)權利要求1所述的非線性光學材料SiTeMoO6晶體，其特征在于晶體呈薄片狀， 尺寸最大為5mmX 4mmX Imm0
3.根據(jù)權利要求1所述的非線性光學材料SiTeMoO6的多晶粉體的制備方法，其特征在于以SiO、TeO2和MoO3為原料，采用固相反應合成。
4.根據(jù)權利要求1所述的非線性光學材料SiTeMoO6的晶體的生長方法，其特征在于 生長原料為ZnTeMoO6粉體、TeO2和MoO3,或ZnO, TeO2和MoO3,以TeO2和MoO3作為助溶劑， 采用自發(fā)成核生長。
5.根據(jù)權利要求4所述的生長方法，其特征在于，所述生長條件為熔體均化恒溫時間為25h，晶體的生長階段降溫速率為2-10°C /h,晶體退火速率為20-30°C /h。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的生長方法，其特征在于生長原料中SiTeMoO6粉體、TeA 和MoO3，或SiOJeO2和MoO3的摩爾比分別為1 3 3或1 4 4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型非線性光學材料碲鉬酸鋅及其晶體的生長方法，特別是采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中生長碲鉬酸鋅晶體。非線性光學材料ZnTeMoO6，包括ZnTeMoO6多晶粉體和ZnTeMoO6晶體，其特征在于粉末倍頻效應為2×KTP，透過范圍為0.4μm-22.2μm；所述ZnTeMoO6多晶粉體采用固相合成法制備，所述ZnTeMoO6晶體，生長原料為ZnTeMoO6粉體、TeO2和MoO3，或ZnO、TeO2和MoO3，以TeO2和MoO3作為助溶劑，采用緩冷法在TeO2-MoO3熔鹽體系中自發(fā)成核生長。該晶體可應用于非線性光學領域，豐富非線性光學材料研究內(nèi)容。
文檔編號C30B9/12GK102534793SQ20111034415
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者孫志華, 洪茂椿, 羅軍華, 金成國, 陳天亮 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構研究所