非線性光學(xué)晶體及其制法和用圖
【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，特別涉及C2tlH18N 2O2非線性光學(xué)晶體及其制備 方法和用途。 技術(shù)背景
[0002] 研宄物質(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)。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)晶體可以制成各種諧波發(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（〇. 1~10.0 THz)是介于毫米波與紅外光之間的電磁輻射 區(qū)域，波長從30 μ m到3mm，具有其它電磁波段所不具有的特性，在材料研宄、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(jià)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：21^6、6&?、0451\05了1^、0!11等，但因生長困難、透 光范圍窄、雙光子吸收嚴(yán)重等問題，從而限制了這些晶體的廣泛應(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] C2tlH18N2O2的化學(xué)結(jié)構(gòu)在 Bioorganic&Medicinal Chemistry (2002,10, 1555)雜志 作為雄激素拮抗劑被報(bào)道，但該化合物的單晶結(jié)構(gòu)和單晶生長及制備非線性光學(xué)器件的應(yīng) 用至今仍未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體及其生長方法。本發(fā)明所 提供的C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體屬于正交晶系，Pna21空間群，粉末倍頻強(qiáng)度為2~3倍的 OHl，可以用以制備非線性光學(xué)器件。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明提供的C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體，其不具有對(duì)稱中心，屬于正交晶系，空間 群為Pna21，晶胞參數(shù)為：a= 12. 040 A， b= 6.7907 A, c= 19.562 A, α = β = γ = 90°，Z = 4, V= 1599. 4(6) Α3,其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：
[0007]
[0008] 本發(fā)明的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體的生長方法有三種：
[0009] 其一：
[0010] 本發(fā)明提供的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體的生長方法，其采用自發(fā)結(jié)晶的揮發(fā)法 生長，具體步驟如下：將C2tlH18N2O2化合物作為溶質(zhì)完全溶于溶劑中，再置入容器中，放置待 溶劑揮發(fā)，得到C2tlH18N2O2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；或上述溶劑的混合溶劑； 或上述溶劑與石油醚、正戊烷、己烷或甲苯的混合溶劑。
[0011] 其二：
[0012] 本發(fā)明提供的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體的生長方法，其采用自發(fā)結(jié)晶的降溫法生 長，具體步驟如下：將C2tlH18N2O2化合物作為溶質(zhì)，在35-50°C下，配制成飽和溶液，恒溫24小 時(shí)，以0. 5~2°C /天的速率降至室溫，得到C2tlH18N2O2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； 或上述溶劑的混合溶劑；或上述溶劑與石油醚、正戊烷、己烷或甲苯的混合溶劑。
[0013] 其三：
[0014] 本發(fā)明提供的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體的生長方法，其采用籽晶法生長，具體步 驟如下：將C2tlH18N2O2化合物作為溶質(zhì)，在35-50°C下，配置成飽和溶液，恒溫24小時(shí)，引入籽 晶，升溫至高于飽和溫度5°C，保溫2小時(shí)，10°C /小時(shí)降至飽和溫度，保溫24小時(shí)，以0. 1~ 1°C /天的速率降溫，得到C2tlH18N2O2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、乙酸乙醋、乙醚、四氫呋喃、二甲基甲酰胺；或上述溶劑的混 合溶劑；或上述溶劑與石油醚、正戊烷、己烷或甲苯的混合溶劑。
[0015] 本發(fā)明提供的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體的用途，在于用于制備非線性光學(xué)器件； 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C2tlH18N2O 2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。所述裝置為太赫茲波發(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。
[0016] 采用上述三種方法都可以獲得C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體，延長生長時(shí)間則可獲得 大尺寸的C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體。
[0017] 上述三種方法獲得的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體，其不具有對(duì)稱中心，屬于正交晶 系，空間群為？仙21，晶胞參數(shù)為：3=12.〇4〇人，5=6.79〇7 1，〇= 19.562人，（1=0 = γ = 90。，Z = 4, V= 1599. 4(6) A3,其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：
[0018]
[0019] 根據(jù)結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)，將本發(fā)明的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體毛坯定向切割，粗磨拉亮， 即可作為非線性光學(xué)器件使用；所以本發(fā)明進(jìn)一步提供C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體的用途， 其用途是將該C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體用于制備非線性光學(xué)器件，所述非線性光學(xué)器件包 含將至少一束電磁輻射入射通過至少一塊C2tlH18N2O2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。該裝置可為二次諧波發(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
[0020] 本發(fā)明的效果在于：
[0021] 本發(fā)明提供的化學(xué)式為C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體及其制備方法和用途；其晶體生 長方法簡單、易于操作、成本低；所得C2tlH18N2O2晶體粉末倍頻效應(yīng)強(qiáng)度為2~3倍0H1，并且 晶體物化性能穩(wěn)定，不潮解，可用于制作非線性光學(xué)器件。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2是采用C2tlH18N2O 2非線性光學(xué)晶體制成的一種典型的非線性光學(xué)器件的工作 原理圖，由激光器1發(fā)出的光束2入射該C2tlH18N2O2晶體3,所產(chǎn)生的出射光束4通過濾波片 5,獲得頻率不同于光束2的激光束；即本發(fā)明的C2tlH18N2O 2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C2tlH18N2O2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；該裝置為太赫茲波發(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等。
【具體實(shí)施方式】 [0024] 實(shí)施例1
[0025] C2tlH18N2O2固體粉末制備：
[0026] 苯酰乙酸乙酯1. 92克、1- (4-甲酰基苯基）吡咯烷1. 75克，鹽酸羥胺0. 695克為反 應(yīng)物，三乙烯二胺2. 205克為催化劑，在乙醇中回流反應(yīng)，重結(jié)晶，抽濾，烘干得到C2tlH18N2O 2固體粉末。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 自發(fā)結(jié)晶揮發(fā)法生長C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體：
[0029] 將實(shí)施例1所得的C2tlH18N2O 2固體粉末3. 0克置于干凈燒杯中，加入乙醇（溶 劑）100毫升至其完全溶解，燒杯口覆蓋一層具有數(shù)個(gè)小孔的膜，置于30°C環(huán)境下，溶劑緩 慢揮發(fā)，待溶劑揮發(fā)完后得到C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體。
[0030] 實(shí)施例3
[0031] 自發(fā)結(jié)晶揮發(fā)法制備C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體：
[0032] 將實(shí)施例1所得的C2tlH18N2O 2固體粉末3. 0克置于干凈燒杯中，加入氯仿和丙酮的 混合溶劑100毫升（體積比3:1)，至其完全溶解，燒杯口覆蓋一層具有數(shù)個(gè)小孔的膜，置于 30°C環(huán)境下，待溶劑緩慢揮發(fā)，得到C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體。
[0033] 實(shí)施例4
[0034] 自發(fā)結(jié)晶揮發(fā)法制備C2tlH18N2O2非線性光學(xué)晶體：
[0035] 將實(shí)施例1所得的C2tlH18N2O 2固體粉末3. 0克置于干凈燒杯中，加入丙酮和石油醚 的混合溶劑（體積比3:1) 100毫升，至其完全溶解，燒杯口覆蓋一層具有數(shù)個(gè)小孔的膜，置 于30°C環(huán)境下，待溶劑緩慢揮發(fā)，得到C2tlH18N2O2非線性光