单晶的非线性光学器件及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶体及制备和应用领域，特别设及一种具有CisHieNs化单晶的非线性光 学器件及其制备方法。 技术背景
[0002] 研究物质在强相干光作用下产生的非线性光学效应及其应用的科学，称为非线性 光学研究。非线性光学效应主要包括倍频、和频、差频、光参量振荡等，具有非线性光学效应 的晶体统称为非线性光学晶体。利用非线性光学晶体可W制成各种谐波发生器、光参量放 大器等非线性光学器件，通过非线性光学器件实现激光频率转换，从而拓宽激光器的波长 范围，使激光得到更为广泛的应用。根据非线性光学晶体应用波段的不同，可分为紫外、可 见、红外非线性光学晶体等。太赫兹波（0. 1~10.0 THz)是介于毫米波与红外光之间的电 磁福射区域，波长从30 y m到3mm，具有其它电磁波段所不具有的特性，在材料研究、太赫兹 成像、生物医学、加工、空间探测、国防工业和反恐等领域具有重要的应用价值。目前，较适 合应用于太赫兹波段的非线性光学晶体主要有；ZnTe、GaP、DAST、DSTMS、0H1等，但因生长 困难、透光范围窄、双光子吸收严重等问题，从而限制了该些晶体的广泛应用。因此，发展新 型太赫兹波段非线性光学晶体是当前非线性光学晶体材料领域的重要前沿之一。
[0003] 英国化urnal of Materials Chemistry C 杂志（2013, 1，5694 - 5700)报道了 〔1化术〇2的晶体结构，该晶体属于单斜晶系，CC空间群。根据上述文献报道，用挥发法W 二氯甲烧为溶剂，所制备的晶体尺寸为0. 34mmX0. 2mmX0. 12mm。至今未见有关大尺寸 〇品6馬化晶体生长，特别是其非线性光学性能及其非线性光学器件制备及应用的报道。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种具有Cl化6馬〇2单晶的非线性光学器件及其制备方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 本发明提供的Cl化6馬〇2非线性光学器件，其包括至少一块C 1化6馬〇2非线性光学晶 体，其化学结构是：
[0007]
【主权项】
1. 一种C 18Η16Ν202非线性光学器件，其包括至少一块C 18Η16Ν202非线性光学晶体，其化学 结构是：
其特征在于：所述具有C18H16N2O2单晶的非线性光学器件包含将至少一束入射电磁辐射 通过至少一块该C18H16N2O2单晶后产生至少一束频率不同于入射电磁辐射的输出辐射的装 置。
2. 按权利要求1所述的C18H16N2O2非线性光学器件，其特征在于，所述的将至少一束入 射电磁辐射通过至少一块该C 18H16N2O2单晶后产生至少一束频率不同于入射电磁辐射的输 出辐射的装置为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量 振荡器。
3. -种权利要求1所述C18Η16Ν20 2非线性光学器件的制备方法，包括C18Η16Ν20 2非线性光 学晶体生长和C18H16N2O 2非线性光学器件的制备； 所述C18H16N2O2非线性光学晶体生长为自发结晶法生长，其具体步骤如下：将C 18Η16Ν202 化合物作为溶质，配制35~50°C温度区间的饱和溶液，恒温24小时，以0. 5°C /天的速率 降至室温，得到C18H16N2O2非线性光学晶体；所述溶剂为二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇， 1，2-二氯乙烧，丙酮，乙酸乙醋，乙醚，四氢呋喃、二甲基甲酰胺及上述溶剂的混合溶剂；或 者 所述溶剂为二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇，1，2-二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，乙醚，四 氢呋喃、二甲基甲酰胺与石油醚，正戊烷，己烷或甲苯的混合溶剂； 所述C18H16N2O2非线性光学晶体加工： 根据结晶学数据，将所述C18H16N2O2非线性光学晶体毛坯定向并进行切割，粗磨拉亮，制 得用于制备C18H16N2O2非线性光学器件的C 18H16N2O2非线性光学晶体；所述非线性光学器件为 包含将至少一束入射电磁辐射通过至少一块所述C 18H16N2O2非线性光学晶体后产生至少一 束频率不同于入射电磁辐射的输出辐射的装置。
4. 按权利要求3所述的C 18Η16Ν202非线性光学器件的制备方法，其特征在于，所述的将 至少一束入射电磁辐射通过至少一块该C 18H16N2O2单晶后产生至少一束频率不同于入射电 磁辐射的输出辐射的装置为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换 器或光参量振荡器。
5. -种权利要求1所述C18Η16Ν20 2非线性光学器件的制备方法，包括C18Η16Ν20 2非线性光 学晶体生长和C18H16N2O 2非线性光学器件的制备；所述C18H16N2O2非线性光学晶体生长为采用 籽晶法生长，其具体步骤如下： 将C18H16N2O2化合物作为溶质，配制35~50°C温度区间下的饱和溶液，恒温24小时，引 入小块籽晶，升高温度于饱和温度之上5°C，保温2小时，再以KTC /小时降至饱和温度，保 温24小时，以0. 1~1°C /天的速率降温至室温，得到C18H16N2O2非线性光学晶体；所述溶剂 为二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇，1，2-二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，乙醚，四氢呋喃、二甲 基甲酰胺及上述溶剂的混合溶剂； 或者 所述溶剂为二氯甲烷，乙腈，氯仿，乙醇，甲醇，1，2-二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，乙醚，四 氢呋喃、二甲基甲酰胺与石油醚，正戊烷，己烷或甲苯的混合溶剂； 所述C18H16N2O2非线性光学晶体加工： 根据结晶学数据，将所述C18H16N2O2非线性光学晶体毛坯定向并进行切割，粗磨拉亮，制 得用于制备C18H16N2O2非线性光学器件的C 18H16N2O2非线性光学晶体；所述非线性光学器件包 含将至少一束入射电磁辐射通过至少一块所述C 18H16N2O2非线性光学晶体后产生至少一束 频率不同于入射电磁辐射的输出辐射的装置。
6.按权利要求5所述的C 18Η16Ν202非线性光学器件的制备方法，其特征在于，所述的将 至少一束入射电磁辐射通过至少一块该C18H16N2O2单晶后产生至少一束频率不同于入射电 磁辐射的输出辐射的装置为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换 器或光参量振荡器。
【专利摘要】本发明涉及C18H16N2O2非线性光学器件及制法，C18H16N2O2晶体可用自发结晶降温法和籽晶法制备；其生长方法简单、易于操作、成本低；所获的C18H16N2O2非线性光学晶体具有较宽的透过波段0.55～2.2μm，粉末倍频效应强度为2～3倍OH1，其物化性能稳定，不潮解；可用于制作非线性光学器件，在室温下，用Ho:Tm:Cr:YAG调Q激光器作为光源，入射波长为2090nm的红外光，输出波长为1045nm的红外激光；所述器件包含将至少一束入射电磁辐射通过至少一块该C18H16N2O2单晶后产生至少一束频率不同于入射电磁辐射的输出辐射的装置，该装置可为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器等。
【IPC分类】C30B29-54, C30B7-08, G02F1-361, C07D261-12
【公开号】CN104630896
【申请号】CN201510030653
【发明人】张国春, 张馨元, 李寅, 姚吉勇, 吴以成
【申请人】中国科学院理化技术研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月21日