氨基磺酸锶、氨基磺酸锶非线性光学晶体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种氨基磺酸锶化合物、氨基磺酸锶非线性光学晶体及其制备方法和用途。Sr(NH2SO3)2晶体的结构属于单斜晶系，空间群为Pc，晶胞参数为α＝γ＝90

【技术实现步骤摘要】
氨基磺酸锶、氨基磺酸锶非线性光学晶体及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于光电子功能材料领域，涉及一种新型光电子功能材料及制备方法和用途，具体涉及一种氨基磺酸锶、氨基磺酸锶非线性光学晶体及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]非线性光学晶体经过几十年的发展，目前频率变换的范围已经基本可以覆盖从深紫外到中红外整个光学波段。但从实际应用的角度来看，200nm以下的深紫外光区还没有可实用化的倍频晶体。因为要产生深紫外激光，目前通常是以近红外的基波激光光源，如Nd:YAG、Nd:YVO4等，通过非线性光学晶体的频率变换产生高次谐波。但是，从近红外到深紫外波长差距较大，为了减小频率变换次数，提高总转换效率，必须尽量采用直接倍频的方法。然而目前能够实现200nm以下深紫外区直接倍频的非线性光学晶体是KBe2BO3F2(KBBF)和Sr2Be2B2O7(SBBO)，但这两种晶体都由于生长困难而在目前还未得到推广应用。
[0003]由于实用深紫外倍频晶体的缺乏，200nm以下的深紫外光区是目前商用全固态激光器无法覆盖的最后一个波长范围，然而该波段倍频晶体在半导体光刻技术、激光光谱学、生物物理、光电子能谱、激光医学等方面有着重要的应用需求。目前该波段普遍采用准分子激光器作为光源，但由于准分子激光器的自身缺陷，其被体积小，可靠耐用，光束质量好的全固态激光器取代已成为大势所趋。近年来，小功率的全固态深紫外激光器的需求已十分强烈。所以研制可实用的深紫外倍频晶体不仅能填补非线性光学倍频材料在深紫外区的空白，而且能有力地推动相关学科、工业技术的发展。

技术实现思路

[0004]为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种氨基磺酸锶化合物，其化学式为Sr(NH2SO3)2。
[0005]本专利技术还提供上述氨基磺酸锶化合物的制备方法，包括将SrCO3和NH2SO3H进行反应，得到氨基磺酸锶化合物。
[0006]根据本专利技术的实施方案，所述SrCO3和NH2SO3H的摩尔比可以为1:(2-2.5)，优选为1:(2.1-2.4)；示例性为1:2、1:2.2、1:2.5。
[0007]根据本专利技术的实施方案，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂可以选自有机溶剂或无机溶剂，优选为无机溶剂，例如水，示例性为去离子水。
[0008]根据本专利技术的实施方案，原料总质量(即SrCO3和NH2SO3H的质量之和)与溶剂的体积比可以为(50～80)g:100mL，优选为(50～60)g:100mL；示例性为50g:100mL、57g:100mL、60g:100mL、70g:100mL、80g:100mL。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述反应的温度可以为40～100℃，优选为50～90℃，示例性为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述反应的时间可以为1～10天，优选为3～7天，示例性
为3天、4天、5天、6天、7天。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述制备方法还包括：反应结束后，从反应液中收集氨基磺酸锶化合物的过程。
[0012]本专利技术还提供一种非线性光学晶体，其为氨基磺酸锶Sr(NH2SO3)2晶体。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体具有基本上如图3所示的X射线粉末衍射图谱。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为Pc，晶胞参数为间群为Pc，晶胞参数为α＝γ＝90
°
，β＝107.803(9)。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体的晶胞内分子数Z＝2。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体的单胞体积为晶体的单胞体积为
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体的粉末倍频效应为KH2PO4(KDP)的1.2倍。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体的紫外吸收边短于200nm。即Sr(NH2SO3)2晶体为深紫外倍频光学晶体。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体为无色透明晶体。进一步地，所述晶体的体积可以大于2.0mm3，例如大于3mm3。
[0020]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体具有如图2所示的晶体结构。
[0021]本专利技术还提供上述Sr(NH2SO3)2晶体的制备方法，包括上述氨基磺酸锶化合物的制备方法。
[0022]优选地，可以将反应完成得到的反应液在恒定温度下进行蒸发，得到Sr(NH2SO3)2晶体。例如，所述蒸发的温度50-70℃，优选55-65℃，示例性为60℃。例如，所述蒸发的时间为2-10天，例如2.5-8天，示例性为7天。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述Sr(NH2SO3)2晶体的体积可以大于2.0mm3，例如大于3mm3。
[0024]本专利技术还提供上述氨基磺酸锶化合物和/或所述氨基磺酸锶晶体在光学器件中的用途。例如，其可用于激光器激光输出的频率变换、紫外区的谐波发生器、光参量与放大器件或光波导器件。优选地，所述氨基磺酸锶化合物和/或所述氨基磺酸锶晶体可以用于对波长为1.064μm的激光光束产生2倍频、3倍频、4倍频、5倍频或6倍频的谐波光输出。
[0025]优选地，所述氨基磺酸锶化合物和/或所述氨基磺酸锶晶体可以用于从红外到紫外区的光参量与放大器件。
[0026]本专利技术还提供一种光学器件，所述光学器件含有上述氨基磺酸锶化合物和/或所述氨基磺酸锶晶体。
[0027]根据本专利技术的实施方案，所述光学器件可以为激光器、谐波发生器、光参量与放大器件或光波导器件；优选为激光器；更优选地，所述激光器为全固态激光器。
[0028]示例性地，一种全固态激光器，其含有所述氨基磺酸锶化合物和/或所述Sr(NH2SO3)2晶体。优选地，所述全固态激光器为全固态深紫外激光器。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030](1)本专利技术提供了化学式为Sr(NH2SO3)2的氨基磺酸锶化合物、氨基磺酸锶非线性光学晶体及其制备方法和用途，并采用粉末倍频测试方法测量了Sr(NH2SO3)2的相位匹配能力，其粉末倍频效应为KH2PO4(KDP)的1.2倍，由此表明本专利技术制得的Sr(NH2SO3)2的氨基磺酸锶非线性光学晶体具有较好的相位匹配能力；同时其紫外吸收边短于200nm，因而Sr(NH2SO3)2非线性光学晶体能够实现Nd:YAG(λ＝1.064μm)的2倍频；并且，可以预测Sr(NH2SO3)2晶体能够用于Nd:YAG的3倍频、4倍频、5倍频、6倍频的谐波发生器，甚至用于产生比200nm更短的谐波光输出。
[0031](2)本专利技术所制得的Sr(NH2SO3)2单晶无色透明，不潮解，化学稳定性好，因此有望在各种非线性光学领域中获得广泛应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨基磺酸锶化合物，其特征在于，其化学式为Sr(NH2SO3)2。2.权利要求1所述氨基磺酸锶化合物的制备方法，其特征在于，包括将SrCO3和NH2SO3H进行反应，得到氨基磺酸锶化合物。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述SrCO3和NH2SO3H的摩尔比为1:(2-2.5)，优选为1:(2.1-2.4)；优选地，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自有机溶剂或无机溶剂，优选为无机溶剂，例如水；优选地，原料总质量(即SrCO3和NH2SO3H的质量之和)与溶剂的体积比为(50～80)g:100mL，优选为(50～60)g:100mL；优选地，所述反应的温度为40～100℃，优选为50～90℃；优选地，所述反应的时间为1～10天，优选为3～7天；优选地，所述制备方法还包括：反应结束后，从反应液中收集氨基磺酸锶化合物的过程。4.一种非线性光学晶体，其特征在于，所述非线性光学晶体为氨基磺酸锶Sr(NH2SO3)2晶体。5.如权利要求4所述的非线性光学晶体，其特征在于，所述Sr(NH2SO3)2晶体具有基本上如图3所示的X射线粉末衍射图谱；优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为Pc，晶胞参数为α＝γ＝90
°
，β＝107.803(9)；优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体的晶胞内分子数Z＝2；优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体的单胞体积为优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体的粉末倍频效应为KH2PO4(KDP)的1.2倍；优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体的紫外吸收边短于200nm；优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体为无色透明晶体；进一步地，所述晶体的体积大于2.0mm3；优选地，所述Sr(NH2SO3)2晶体具有如图2所示的晶体结构。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：叶宁，罗敏，郝霞，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：