【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種化合物β-銫鎘硅硫和β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體及制備方法和用途。
技術介紹
1、中紅外和遠紅外激光器在航空航天技術、化學檢測和環境監測方面尤為重要。接近中紅外和遠紅外激光器的主要方法是非線性頻率下轉換，它將已有的近紅外激光器轉換成中紅外和遠紅外波長，其核心部件是非線性光學晶體。眾所周知，目前應用于中遠紅外波段的非線性光學晶體是中國牌晶體aggas2(ags),aggase2(agse)和zngep2(zgp)等，但這些半導體晶體存在帶隙過小、損傷閾值低等不足，一定程度上限制了其在高功率激光下的應用。由于寬帶隙的紅外非線性光學材料可以避免1-2μm處的雙光子吸收及殘余吸收問題，且寬帶隙材料具有大的激光誘導損傷閾值，使得器件更加契合高功率激光器應用。因此制備合成寬帶隙的新型紅外非線性光學晶體材料具有重要意義和實用價值。
2、綜上所述，在設計發展應用于高功率、大能量激光裝置的中遠紅外非線性光學晶體時，人們希望獲得具有寬帶隙，大非線性系數、透光范圍寬，雙折射率適中的晶體。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于，提供一種化合物β-銫鎘硅硫，該化合物的化學式為β-cs2cdsi4s10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為i-4，晶胞參數為單胞體積為采用真空封管法制成。
2、本專利技術的另一個目的在于，提供一種β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體，該晶體的化學式為β-cs2cdsi4s10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為i-4，晶胞
3、本專利技術再一個目的在于，提供β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體的制備方法，采用坩堝下降法或真空封管法生長晶體。
4、本專利技術又一個目的在于，提供β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體的用途。
5、本專利技術所述的一種化合物β-銫鎘硅硫，該化合物的化學式為β-cs2cdsi4s10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為i-4，晶胞參數為單胞體積為采用真空封管法制成。
6、所述化合物β-銫鎘硅硫的制備方法，采用真空封管法制備，具體操作按下列步驟進行：
7、所述真空封管法制備化合物β-銫鎘硅硫：
8、按摩爾比cs∶cd∶si∶s＝2∶1∶4∶10將含cs化合物、含cd化合物、含si化合物和含s化合物混合均勻，裝入φ45mm的石英管中，將石英管抽真空，真空度達到1×10-3pa，使用火焰密封石英管并置于馬弗爐中，以5-10℃/h的速率升溫至630℃，恒溫24小時后緩慢降至室溫，即得到化合物β-cs2cdsi4s10，所述含cs化合物為csi；含cd化合物為cds或cd單質；含si化合物為sis2或si單質，含s化合物為s單質。
9、一種β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體，該晶體的化學式為β-cs2cdsi4s10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為i-4，晶胞參數為單胞體積為
10、所述β-銫鎘硅硫非線性光學晶體的制備方法，采用坩堝下降法或真空封管法生長晶體；
11、所述坩堝下降法生長β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體，具體操作按下列步驟進行：
12、a、按摩爾比cs∶cd∶si∶s＝2∶1∶4∶10將含cs化合物、含cd化合物、含si化合物和含s化合物混合均勻，裝入φ45mm石英管中，將石英管抽真空，真空度達到1×10-3pa，使用火焰密封石英管并置于馬弗爐中，以5-10℃/h的速率升溫至630℃，恒溫24小時，即得到化合物β-cs2cdsi4s10，所述含cs化合物為csi；含cd化合物為cds或cd單質；含si化合物為sis2或si單質，含s化合物為s單質；
13、b、將步驟a制備的化合物β-cs2cdsi4s10置于馬弗爐中，升溫至650℃，恒溫100小時，得到混合熔體；
14、c、將步驟b得到的混合熔體以3℃/h的速率緩慢降至300℃，再以5-15℃/h的速率快速降溫至室溫，得到β-cs2cdsi4s10籽晶；
15、d、將步驟c制備的籽晶放在坩堝底部，再將步驟a制備的化合物β-cs2cdsi4s10放入坩堝中，然后將鉑金坩堝密封，將生長爐溫度升至650-670℃，恒溫100-200小時，調整坩堝位置使籽晶微熔，然后以1-10mm/天的速度降低坩堝，同時，保持生長溫度不變，或以3℃/h的降溫速率降至300℃，待生長結束后，再以5-15℃/h的速率快速降至室溫，打開坩堝，即得到β-cs2cdsi4s10紅外非線性光學晶體；
16、所述真空封管法生長β-銫鎘硅硫非線性光學晶體，具體操作按下列步驟進行：
17、a、按摩爾比cs∶cd∶si:s＝2∶1∶4∶10將含cs化合物、含cd化合物、含si化合物混合均勻，裝入φ45mm石英管中，將石英管抽真空，真空度達到1×10-3pa，使用火焰密封石英管并置于馬弗爐中，以5-10℃/h的速率升溫至630℃，恒溫24小時，即得到化合物β-cs2cdsi4s10，所述含cs化合物為csi；含cd化合物為cds或cd單質；含si化合物為sis2或si單質，含s化合物為s單質；
18、b、將步驟a得到的化合物β-cs2cdsi4s10裝入石英管中，將石英管抽真空，真空度達到1×10-3pa，高溫密封后置于馬弗爐中，升溫至650℃，恒溫100小時，然后以3℃/h的速率降溫至300℃，再以5-10℃/h的速率快速降溫至室溫，打開石英管，即得到β-cs2cdsi4s10紅外非線性光學晶體。
19、所述β-銫鎘硅硫中遠紅外非線性光學晶體在制備紅外波段激光變頻晶體器件中的用途。
20、本專利技術所述一種β-銫鎘硅硫非線性光學晶體的制備方法，在制備過程中所用的容器為石英管時，密封之前需要抽真空，避免反應過程中原料揮發使石英管炸裂。
21、本專利技術所述的一種β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體的制備方法，在制備過程中所用的電阻爐為馬弗爐和坩堝下降爐。
22、采用本專利技術所述的β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體的制備方法，通過該方法獲得尺寸1mm×1mm×0.5mm的β-cs2cdsi4s10紅外非線性光學晶體，使用大尺寸石英管，并延長晶體的生長周期，則可獲得相應尺寸的紅外非線性光學晶體β-cs2cdsi4s10，在該β-cs2cdsi4s10紅外非線性光學晶體的生長中晶體易長大透明無包裹，具有生長速度快，成本低，容易獲得大尺寸晶體等優點。
23、本專利技術中含cs化合物、含cd化合物、含si化合物均可采用市售的試劑及原料，具有操作方法簡單，生長速率快，成本低等優點。晶體能夠用于制作頻率轉換的晶體器件，在光學和通訊領域有重要應用。本專利技術所述晶體結構中，cs原子，cd原子，si原子，s原子的化合價分別為+1，+2，+4，-2。si與cd原子與鄰近四個s原子分別形成[sis4]和[cds4]四面體結構；臨近的四個[sis4]四面體以共頂角的方式形成[si4s10]超四面體，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種化合物β-銫鎘硅硫，其特征在于該化合物的化學式為β-Cs2CdSi4S10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為I-4，晶胞參數為a=?8.4233(7)??，c=14.6136(12)??，單胞體積為1036.86(19)??3，采用真空封管法制成。
2.一種如權利要求1所述的化合物β-銫鎘硅硫的制備方法，其特征在于采用真空封管法制備，具體操作按下列步驟進行：
3.一種β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體，其特征在于該晶體的化學式為β-Cs2CdSi4S10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為I-4，晶胞參數為a=?8.4233(7)??，c=14.6136(12)??，單胞體積為1036.86(19)??3。
4.一種如權利要求3所述的β-銫鎘硅硫非線性光學晶體的制備方法，其特征在于采用坩堝下降法或真空封管法生長晶體；
5.一種如權利要求3所述的β-銫鎘硅硫中遠紅外非線性光學晶體在制備紅外波段激光變頻晶體器件中的用途。
【技術特征摘要】
1.一種化合物β-銫鎘硅硫，其特征在于該化合物的化學式為β-cs2cdsi4s10，分子量為755.04，屬于四方晶系，空間群為i-4，晶胞參數為a=?8.4233(7)??，c=14.6136(12)??，單胞體積為1036.86(19)??3，采用真空封管法制成。
2.一種如權利要求1所述的化合物β-銫鎘硅硫的制備方法，其特征在于采用真空封管法制備，具體操作按下列步驟進行：
3.一種β-銫鎘硅硫紅外非線性光學晶體，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘世烈，吳雅博，崔晨，陳鑫晨，
申請(專利權)人：中國科學院新疆理化技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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