專利名稱：一種非線性光學(xué)晶體碘酸鈮鋇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非線性光學(xué)材料及其合成。
背景技術(shù)：
非線性光學(xué)晶體，具有倍頻效應(yīng)(SHG)，在激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、光折變信息 處理等高科技領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價值。非線性光學(xué)材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，特別是若干軍 事和民用高科技領(lǐng)域中，例如潛艇深水通訊、激光致盲武器、海洋魚群探測、光盤記錄、彩色 激光打印、激光投影電視、光計(jì)算和光纖通訊等，都有一系列重要應(yīng)用。目前實(shí)際應(yīng)用的非 線性光學(xué)晶體包括 α -LiIO3, α-HIO3, KIO3, KH2PO4(KDP), KTiOPO4(KTP), LiNbO3(LNO)與 BaTiO3(BTO)等。隨著激光技術(shù)的發(fā)展和可調(diào)諧激光器的出現(xiàn)，非線性光學(xué)器件發(fā)展迅速， 激光倍頻、混頻、參量振蕩與放大；電光調(diào)制、偏轉(zhuǎn)、Q開關(guān)和光折變器件等相繼出現(xiàn)。以上 的這些研究與應(yīng)用，對非線性光學(xué)材料提出了更多更高的物理、化學(xué)性能的要求，也促進(jìn)了 非線性光學(xué)材料的迅速發(fā)展。二階非線性光學(xué)材料在結(jié)構(gòu)上必須是非中心對稱的。因此設(shè)計(jì)非線性光學(xué)材料的 關(guān)鍵是如何誘導(dǎo)無心結(jié)構(gòu)的形成及如何增加化合物的極化率，這是非線性光學(xué)材料設(shè)計(jì)與 合成的難題。目前認(rèn)為能產(chǎn)生無心結(jié)構(gòu)的基團(tuán)主要包括Β-0、Ρ-0及Ge-O鍵，含孤對電子的 離子如I (IV)如103_、Se (IV)、Bi (III)、Pb (II)、Te (IV)等及畸變八面體配位的d°電子構(gòu) 型的過渡金屬離子如Ti(IV)、V(V)、Nb(V)、Ta(V)、Mo(VI)、W(VI)等。目前含單一非線性光 學(xué)活性基團(tuán)的體系已被研究得較詳細(xì)。研究表明采用復(fù)合的方法即將兩種或更多種非線性 光學(xué)活性基團(tuán)復(fù)合到同一化合物中，利用其協(xié)同效應(yīng)增大獲得無心結(jié)構(gòu)的幾率并提高其二 階非線性光學(xué)系數(shù)是一條合成新型二階非線性光學(xué)材料的有效途徑。我們通過在含孤對電 子的碘酸鹽的化合物中引進(jìn)畸變八面體配位的Nb(V)陽離子，由于兩者的協(xié)同極化作用從 而得到了性能優(yōu)越的新型非線性光學(xué)材料。有關(guān)這方面的研究尚無文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制備一種非線性光學(xué)晶體碘酸鈮鋇。1. 一種非線性光學(xué)晶體碘酸鈮鋇，其特征在于其化學(xué)式為BaNbO(IO3)5，分子 量為1120. 74，屬單斜晶系，空間群Ce，單胞參數(shù)為a = 13. 9886 A, b = 7. 4843 A, c = 14. 8896 Α, α = Y = 90° , β = 112. 969°，V = 1435. 27 A3, Z = 4。碘酸鈮鋇的結(jié)構(gòu)為由軸向畸變的NbO6A面體與103_離子相連而成的零維結(jié)構(gòu)， Ba2+離子插在結(jié)構(gòu)的空隙中。鋇(II)離子與來自九個IO3-離子的九個氧原子和一個水分 子配位，。每個103_離子連接一個鋇(II )離子。碘酸鈮鋇以水熱法法合成將BaCO3, Nb2O5與I2O5和水裝入23ml的水熱反應(yīng)釜內(nèi) 襯中，攪拌均勻，密封后裝入水熱反應(yīng)釜。在箱式電阻爐中于230°C反應(yīng)數(shù)天，即可得到無色 透明塊狀晶體。非線性光學(xué)測量表明，碘酸鈮鋇(BaNbO(IO3))具有特別優(yōu)良的非線性光學(xué)性能，在1064nm激光照射下輸出很強(qiáng)的532nm綠光，其粉末SHG系數(shù)為KDP的15倍，這是由于 NbO6八面體的畸變方向與部分IO3-離子的畸變方向相一致的結(jié)果。預(yù)期在激光頻率轉(zhuǎn)換、 電光調(diào)制、光折變信息處理等高科技領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價值。此類非線性光學(xué)材料在現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)中，特別是若干軍事和民用高科技領(lǐng)域中，例如潛艇深水通訊、激光致盲武器、海 洋魚群探測、光盤記錄、彩 色激光打印、激光投影電視、光計(jì)算和光纖通訊等，都有一系列重 要應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種非線性光學(xué)晶體碘酸鈮鋇，其特征在于其化學(xué)式為BaNbO(IO3)5，分子量為1120.74，屬單斜晶系，空間群Cc，單胞參數(shù)為a＝13.9886b＝7.4843c＝14.8896α＝γ＝90°，β＝112.969°，V＝1435.27Z＝4。F2009101112554C0000011.tif,F2009101112554C0000012.tif,F2009101112554C0000013.tif,F2009101112554C0000014.tif
2.—種權(quán)利要求1的碘酸鈮鋇的制備方法，其特征在于采用水熱法制備。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于采用BaC03，Nb205與1205為原料，水熱 反應(yīng)，反應(yīng)溫度為230°C。
4.一種權(quán)利要求1的碘酸鈮鋇的潛在用途，其特征在于該晶體用于潛艇深水通訊、激 光致盲武器、海洋魚群探測、光盤記錄、彩色激光打印、激光投影電視、光計(jì)算或光纖通訊。
全文摘要
本發(fā)明涉及非線性光學(xué)晶體碘酸鈮鋇。其化學(xué)式為BaNbO(IO3)5，分子量為1120.74，屬單斜晶系，空間群Cc，單胞參數(shù)為a＝13.9886b＝7.4843c＝14.8896α＝γ＝90°，β＝112.969°，V＝1435.27Z＝4。采用水熱法制備。碘酸鈮鋇(BaNbO(IO3)5)具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能，其粉末倍頻(SHG)系數(shù)為KDP(KH2PO4)的15倍。
文檔編號C30B29/12GK101831699SQ20091011125
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者孫傳福, 毛江高 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所