單晶的非線性光學(xué)器件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于晶體及制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別設(shè)及一種具有CisHieNs化單晶的非線性光 學(xué)器件及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 研究物質(zhì)在強(qiáng)相干光作用下產(chǎn)生的非線性光學(xué)效應(yīng)及其應(yīng)用的科學(xué)，稱為非線性 光學(xué)研究。非線性光學(xué)效應(yīng)主要包括倍頻、和頻、差頻、光參量振蕩等，具有非線性光學(xué)效應(yīng) 的晶體統(tǒng)稱為非線性光學(xué)晶體。利用非線性光學(xué)晶體可W制成各種諧波發(fā)生器、光參量放 大器等非線性光學(xué)器件，通過非線性光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)激光頻率轉(zhuǎn)換，從而拓寬激光器的波長 范圍，使激光得到更為廣泛的應(yīng)用。根據(jù)非線性光學(xué)晶體應(yīng)用波段的不同，可分為紫外、可 見、紅外非線性光學(xué)晶體等。太赫茲波（0. 1~10.0 THz)是介于毫米波與紅外光之間的電 磁福射區(qū)域，波長從30 y m到3mm，具有其它電磁波段所不具有的特性，在材料研究、太赫茲 成像、生物醫(yī)學(xué)、加工、空間探測、國防工業(yè)和反恐等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。目前，較適 合應(yīng)用于太赫茲波段的非線性光學(xué)晶體主要有；ZnTe、GaP、DAST、DSTMS、0H1等，但因生長 困難、透光范圍窄、雙光子吸收嚴(yán)重等問題，從而限制了該些晶體的廣泛應(yīng)用。因此，發(fā)展新 型太赫茲波段非線性光學(xué)晶體是當(dāng)前非線性光學(xué)晶體材料領(lǐng)域的重要前沿之一。
[0003] 英國化urnal of Materials Chemistry C 雜志（2013, 1，5694 - 5700)報道了 〔1化術(shù)〇2的晶體結(jié)構(gòu)，該晶體屬于單斜晶系，CC空間群。根據(jù)上述文獻(xiàn)報道，用揮發(fā)法W 二氯甲燒為溶劑，所制備的晶體尺寸為0. 34mmX0. 2mmX0. 12mm。至今未見有關(guān)大尺寸 〇品6馬化晶體生長，特別是其非線性光學(xué)性能及其非線性光學(xué)器件制備及應(yīng)用的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種具有Cl化6馬〇2單晶的非線性光學(xué)器件及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明提供的Cl化6馬〇2非線性光學(xué)器件，其包括至少一塊C 1化6馬〇2非線性光學(xué)晶 體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是：
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種C 18Η16Ν202非線性光學(xué)器件，其包括至少一塊C 18Η16Ν202非線性光學(xué)晶體，其化學(xué) 結(jié)構(gòu)是：
其特征在于：所述具有C18H16N2O2單晶的非線性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁輻射 通過至少一塊該C18H16N2O2單晶后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝 置。
2. 按權(quán)利要求1所述的C18H16N2O2非線性光學(xué)器件，其特征在于，所述的將至少一束入 射電磁輻射通過至少一塊該C 18H16N2O2單晶后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸 出輻射的裝置為太赫茲波發(fā)生器、二次諧波發(fā)生器、上頻率轉(zhuǎn)換器、下頻率轉(zhuǎn)換器或光參量 振蕩器。
3. -種權(quán)利要求1所述C18Η16Ν20 2非線性光學(xué)器件的制備方法，包括C18Η16Ν20 2非線性光 學(xué)晶體生長和C18H16N2O 2非線性光學(xué)器件的制備； 所述C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體生長為自發(fā)結(jié)晶法生長，其具體步驟如下：將C 18Η16Ν202 化合物作為溶質(zhì)，配制35~50°C溫度區(qū)間的飽和溶液，恒溫24小時，以0. 5°C /天的速率 降至室溫，得到C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體；所述溶劑為二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇， 1，2-二氯乙燒，丙酮，乙酸乙醋，乙醚，四氫呋喃、二甲基甲酰胺及上述溶劑的混合溶劑；或 者 所述溶劑為二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇，1，2-二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，乙醚，四 氫呋喃、二甲基甲酰胺與石油醚，正戊烷，己烷或甲苯的混合溶劑； 所述C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體加工： 根據(jù)結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)，將所述C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體毛坯定向并進(jìn)行切割，粗磨拉亮，制 得用于制備C18H16N2O2非線性光學(xué)器件的C 18H16N2O2非線性光學(xué)晶體；所述非線性光學(xué)器件為 包含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊所述C 18H16N2O2非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一 束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。
4. 按權(quán)利要求3所述的C 18Η16Ν202非線性光學(xué)器件的制備方法，其特征在于，所述的將 至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該C 18H16N2O2單晶后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電 磁輻射的輸出輻射的裝置為太赫茲波發(fā)生器、二次諧波發(fā)生器、上頻率轉(zhuǎn)換器、下頻率轉(zhuǎn)換 器或光參量振蕩器。
5. -種權(quán)利要求1所述C18Η16Ν20 2非線性光學(xué)器件的制備方法，包括C18Η16Ν20 2非線性光 學(xué)晶體生長和C18H16N2O 2非線性光學(xué)器件的制備；所述C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體生長為采用 籽晶法生長，其具體步驟如下： 將C18H16N2O2化合物作為溶質(zhì)，配制35~50°C溫度區(qū)間下的飽和溶液，恒溫24小時，引 入小塊籽晶，升高溫度于飽和溫度之上5°C，保溫2小時，再以KTC /小時降至飽和溫度，保 溫24小時，以0. 1~1°C /天的速率降溫至室溫，得到C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體；所述溶劑 為二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇，1，2-二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，乙醚，四氫呋喃、二甲 基甲酰胺及上述溶劑的混合溶劑； 或者 所述溶劑為二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇，1，2-二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，乙醚，四 氫呋喃、二甲基甲酰胺與石油醚，正戊烷，己烷或甲苯的混合溶劑； 所述C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體加工： 根據(jù)結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)，將所述C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體毛坯定向并進(jìn)行切割，粗磨拉亮，制 得用于制備C18H16N2O2非線性光學(xué)器件的C 18H16N2O2非線性光學(xué)晶體；所述非線性光學(xué)器件包 含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊所述C 18H16N2O2非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束 頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。
6.按權(quán)利要求5所述的C 18Η16Ν202非線性光學(xué)器件的制備方法，其特征在于，所述的將 至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該C18H16N2O2單晶后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電 磁輻射的輸出輻射的裝置為太赫茲波發(fā)生器、二次諧波發(fā)生器、上頻率轉(zhuǎn)換器、下頻率轉(zhuǎn)換 器或光參量振蕩器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及C18H16N2O2非線性光學(xué)器件及制法，C18H16N2O2晶體可用自發(fā)結(jié)晶降溫法和籽晶法制備；其生長方法簡單、易于操作、成本低；所獲的C18H16N2O2非線性光學(xué)晶體具有較寬的透過波段0.55～2.2μm，粉末倍頻效應(yīng)強(qiáng)度為2～3倍OH1，其物化性能穩(wěn)定，不潮解；可用于制作非線性光學(xué)器件，在室溫下，用Ho:Tm:Cr:YAG調(diào)Q激光器作為光源，入射波長為2090nm的紅外光，輸出波長為1045nm的紅外激光；所述器件包含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該C18H16N2O2單晶后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置，該裝置可為太赫茲波發(fā)生器、二次諧波發(fā)生器、上頻率轉(zhuǎn)換器、下頻率轉(zhuǎn)換器或光參量振蕩器等。
【IPC分類】C30B29-54, C30B7-08, G02F1-361, C07D261-12
【公開號】CN104630896
【申請?zhí)枴緾N201510030653
【發(fā)明人】張國春, 張馨元, 李寅, 姚吉勇, 吳以成
【申請人】中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月21日