專利名稱：一種非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其生長方法
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有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其晶體的生長方法。
背景技術：
21世紀是信息高度發(fā)展的時代，人們對信息傳輸、存貯、交換和處理的要求越來越高。電子信息傳輸方式由于其固有的缺陷，在速度、容量、空間相容性和信息檢測精度等方面都制約了電子信息系統(tǒng)在未來社會中的廣泛應用。為了克服電子學的瓶頸效應，采用光子替代電子進行數(shù)據(jù)的采集、存貯和加工己成為今后信息科學工程的必然發(fā)展趨勢。以光子為信息載體的光電子、光子技術在目前和未來的信息、圖像處理的許多方面都具有極為重要的作用和巨大的潛在應用，己經(jīng)引起了人們廣泛的興趣和關注。非線性光學對光電子、 光子技術的發(fā)展起到了不可或缺的作用，利用具有不同非線性光學效應的材料可以制造出諸如調制、開關、存儲和限幅等各種進行光信息處理的重要元器件。因而，研制與開發(fā)出新型高效的非線性光學材料將是突破當前全光技術瓶頸的關鍵。非線性光學功能晶體被廣泛應用在激光與光電子技術領域，如光纖通信、光存儲、激光加工、激光醫(yī)療、激光武器、激光核聚變等技術領域。從紫外到近紅外波段具有優(yōu)良的非線性光學性能的晶體材料有磷酸二氫鉀 (KDP)，偏硼酸鋇ΒΒ0，三硼酸鋰LB0，磷酸鈦氧鉀KTP，鈮酸鋰LN，鈮酸鍶鋇BSN等。其中，無機晶體是人們最早研究和使用的一類非線性光學材料，雖然這些材料的晶體生長技術已日趨成熟，但仍存在著明顯的不足之處如價格昂貴，易于損傷，而且只能用單晶材料工作，難以實現(xiàn)光學集成。有機材料雖然具有比無機晶體高1-2個數(shù)量級的非線性光學系數(shù)，大的光學損傷閡值(可達GW/cm2)，超快的響應時間(亞皮秒至飛秒)等一系列優(yōu)點，但是有機材料的熱穩(wěn)定性低、可重復性差和光傳播損耗大等問題仍未能完全解決。無機一有機雜化非線性光學材料突破了傳統(tǒng)無機、有機材料的界限，無機一有機雜化非線性光學材料不僅兼有有機、無機材料的性能優(yōu)勢，同時由于無機網(wǎng)絡的形成，也提高了有機分子和材料非線性性能的熱穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)功能復合和協(xié)同優(yōu)化。1-乙基-3甲基咪唑三溴化鉛中的1-乙基-3-甲基咪唑離子與PbBr3]無限鏈狀結構協(xié)同形成非心結構，從而得到了性能優(yōu)異的非線性光學材料，故(C6H11N2WbBr3]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)明的目的在于提供一種有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其晶體生長方法，其化學式為(C6H11N2)PbBiv一種有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛，其特征在于晶體無色透明，其透過范圍為0.35- 2. 2μπι，其倍頻性能與4XKDP相當。
本發(fā)明的技術方案如下
本發(fā)明提供的1-乙基-3甲基咪唑三溴化鉛化合物的制備方法，其步驟如下以 Pb (NO3) 2和C6H11N2Br為原料，摩爾比為1 :4，室溫下將Pb (NO3) 2溶于水，攪拌，將1_乙基-3-甲基咪唑溴化鹽溶液加入到1 (NO3) 2溶液中，450C下攪拌40min，得到的白色粉末即為1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛化合物。本發(fā)明提供的一種有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛，其化學式為^5H11N2] [PbBr3],屬于正交晶系，空間群為/ ^ 必，晶胞參數(shù)為= 8. 208A, b = 9. 7748 Lc = 15. 452 A, a = 90° , β= 90° , r= 90° , V = 1239. 74 A30本發(fā)明提供的一種非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛的生長方法，其步驟如下
(1)室溫下將Pb(NO3)2溶于水中，攪拌，將1-乙基-3-甲基咪唑溴化鹽溶液加入到 I^b(NO3)2溶液中，45°C下攪拌40min，6(TC保溫一天，使其充分溶解；
(2)將第(1)步中的溶液冷卻至室溫，靜置10 30天后，容器底部出現(xiàn)晶體顆粒，繼續(xù)靜置至晶體大小無明顯變化后，得到1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛的籽晶；
(3)選擇(2)步中的質量較好的籽晶，將其懸掛于1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛的飽和溶液中，在室溫下靜置揮發(fā)30 40天，即可得到非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛，尺寸最大為7mmX4mmX2mm (如圖2)。
本發(fā)明的有益效果在于
(1)生長出1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體；
(2)1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體的透過范圍為0. 35-2. 2Mm ；
(3)1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體無色透明，倍頻性能與4XKDP相當，具備相位匹配能力。


圖1為本發(fā)明1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體的XRD圖； 圖2為本發(fā)明1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體的照片；
圖3為本發(fā)明1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體的透過率曲線，其中3a為晶體在 190-1 IOOnm波段的透過率曲線，圖北為晶體在1200-3200nm波段的透過率曲線； 圖4為本發(fā)明1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體的相位匹配圖。
具體實施例方式實施例1
采用水溶液法合成化合物(C6H11N2)PbBr3:
所用原料
藥品名純度廠家質量(mg)摩爾數(shù)(mmol)C6H11N2Br> 99%蘭化所2649. 688Pb (NO3)2AR國藥集團化學試劑有限公司6114.2432
其化學反應方程式為
C6H11N2Br+ 3Pb (NO3)2(C6H11N2)PbBr3
將上述原料按上述劑量稱好，分別溶于水，1-乙基-3-甲基咪唑溴化鹽溶液倒入到攪拌的I^b(NO3)2溶液中，45°C加熱攪拌40min，使其充分反應，得到的白色粉末即為(C6H11N2) I^bBr3K合物。利用MiniflexII型X-射線衍射儀對粉體進行X射線衍射分析，并與CCDC數(shù)據(jù)庫中(C6H11N2)PbBr3 (Coll Code :693112)的X-射線衍射模擬圖譜進行比較(圖1)，結果顯示為純(C6H11N2) PbBr3 相。 實施例2
采用室溫下溶液蒸發(fā)法生長(C6H11N2WbBr3晶體
權利要求
1.一種新型非線性光學晶體，其化學式為1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛，其特征在于 晶體無色透明，透過率范圍為0. 35-2. 2//m,晶體的粉末倍頻性能為4XKDP，具備相位匹配能力。
2.如權利要求1所述的非線性光學晶體的生長方法，其特征在于室溫下采用溶液蒸發(fā)法生長晶體，具體步驟如下(1)室溫下將Pb(NO3)2溶于水中，攪拌，將1-乙基-3-甲基咪唑溴化鹽溶液加入到 I^b(NO3)2溶液中，45°C下攪拌40min，在60°C保溫一天，使其充分溶解；(2)將第(1)步中的溶液冷卻至室溫，靜置10 30天后，容器底部出現(xiàn)晶體顆粒，繼續(xù)靜置至晶體大小無明顯變化后，得到1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛的籽晶；(3)選擇第(2)步中質量較好的籽晶，將其懸掛于1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛的飽和溶液中，在室溫下靜置30 40天，即可得到非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛。
3.如權利要求2所述的非線性光學晶體的生長方法，其特征在于=Pb(NO3)2和1-乙基-3-甲基咪唑溴化鹽的摩爾比為1 :3飛。
4.如權利要求1所述的非線性光學晶體的用途，其特點在于用該晶體制造出各種光學器件，可改變激光的波長，應用于非線性光學領域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型有機-無機雜化非線性光學晶體1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛及其晶體生長方法，其化學式為(C6H11N2)PbBr3，屬于正交晶系，空間群為P212121。1-乙基-3-甲基咪唑三溴化鉛晶體采用室溫下溶液蒸發(fā)法生長，透過范圍為0.35-2.2μm，其粉末倍頻性能與4倍的KDP相當，具備相位匹配能力，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C30B7/14GK102337593SQ20111034827
公開日2012年2月1日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權日2010年12月22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結構研究所