【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能晶体材料领域，具体涉及hg3asse4br、hg3asse4i非线性光学晶体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、中红外激光(2.5～25μm)尤其是处于8～14μm的长波红外可调谐激光在军事和民用方面都有非常重要的应用，比如激光制导、红外遥感、医疗诊断、环境监测等。目前利用非线性光学方法获得长波红外激光所使用的实用化非线性光学晶体材料主要是aggas2、aggase2、zngep2。这些晶体都具有各自的优缺点：aggas2晶体可以采用nd：yag(1064nm)激光泵浦，在长波红外波段透过率高，且可以实现相位匹配，但热导率低，激光损伤阈值较低；aggase2具有比较大的非线性光学系数，在长波红外波段透过率高，在长波红外波段可以实现相位匹配，但在1μm波段双折射率太小，不能实现相位匹配，不能用nd：yag(1064nm)激光泵浦，热导率低，激光损伤阈值低；zngep2具有很大的非线性系数，热导率大，激光损伤阈值较大，但在1-2μm波段双光子吸收严重，不能用nd：yag(1064nm)激光泵浦，且不适用于9μm以上波段。因此，探索兼具大非线性系数、高损伤阈值、高热导、宽红外透光范围且可用成熟的1064nm激光泵浦的红外非线性光学晶体材料是一项长期的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的在于提供一类非线性光学晶体材料。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一类非线性光学晶体材料的制备方法。
3、本专利技术的第三个目的在于提供一类非线性光学
4、本专利技术提供一种非线性光学晶体，所述晶体的化学式为hg3asse4br或hg3asse4i。
5、根据本专利技术的实施方案，所述hg3asse4br、或hg3asse4i非线性光学晶体属于六方晶系，其结构示意图如图1所示；空间群为p63mc，晶胞参数为α＝β＝90°，γ＝120°，z＝2。
6、优选地，所述hg3asse4br、hg3asse4i非线性光学晶体的晶胞参数为α＝β＝90°，γ＝120°，z＝2。
7、本专利技术还提供一种所述非线性光学晶体的制备方法，包含如下步骤：
8、将hg源材料、as源材料、se源材料、与br源材料或i源材料混合，研磨，高温煅烧，得到所述晶体。
9、根据本专利技术，所述hg源材料、as源材料、se源材料、与br源材料或i源材料中，摩尔比hg∶as∶se∶br或i＝3∶1∶(4-5)∶1。
10、根据本专利技术，所述hg源材料为hgse，所述as源材料为as单质，所述se源材料为se单质，所述br源材料为hgbr2，所述i源材料为hgi2。
11、根据本专利技术，所述煅烧的温度例如为300℃-600℃。所述煅烧的时间例如为24小时-120小时。
12、在本专利技术的一个实施方式中，采用高温熔体法制备所述晶体，将体系升温至300℃-600℃，进行煅烧。优选的，例如以20℃/h-80℃/h的速率升温至300℃-600℃，恒温24小时-120小时，例如以1℃/h-5℃/h降温至30℃-200℃。
13、在本专利技术的一个实施方式中，采用化学气相输运法制备所述晶体，将体系的高温端或者蒸发端升温至400℃-500℃，将体系的低温端或者结晶端升温至300℃-450℃，进行煅烧。优选的，以例如20℃/h-80℃/h的速率将高温端或者蒸发端升温至400℃-500℃，以例如20℃/h-80℃/h的速率将低温端或者结晶端升温至300℃-450℃；恒温24小时-120小时，例如以1℃/h-3℃/h将高温端或者蒸发端降温至30℃-300℃，例如以1℃/h-3℃/h将低温端或者结晶端降温至30℃-250℃。
14、根据本专利技术，将原料置于石英管中，在马弗炉中进行煅烧。
15、在本专利技术的一个实施方式中，所述晶体通过如下方法制备，包括：按摩尔比hg∶as∶se∶br或i＝3∶1∶(4-5)∶1将hg源材料；as源材料；se源材料；br源材料或i源材料均匀混合后，研磨，装入石英管中，抽真空至10-5-10-1pa并进行密封，放入马弗炉中；以20℃/h-80℃/h的速率升温至300℃-600℃，恒温24小时-120小时，以1℃/h-5℃/h降至30℃-200℃，关闭马弗炉，待冷却至室温后，取出石英管，切开，得到所述非线性光学晶体，尺寸为1毫米-5毫米。
16、在本专利技术的一个实施方式中，所述晶体通过如下方法制备，包括：按摩尔比hg∶as∶se∶br或i＝3∶1∶4∶1将hg源材料；as源材料；se源材料；br源材料或i源材料均匀混合后，研磨，装入石英管中，抽真空至10-5-10-1pa并进行密封，放入管式炉中；以20℃/h-80℃/h的速率将高温端或者蒸发端升温至400℃-500℃，以20℃/h-80℃/h的速率将低温端或者结晶端升温至300℃-450℃；恒温24小时-120小时，以1℃/h-3℃/h将高温端或者蒸发端降至30℃-300℃，以1℃/h-3℃/h将低温端或者结晶端降至30℃-250℃，关闭马弗炉，待冷却至室温后，取出石英管，切开，得到所述非线性光学晶体，尺寸为1毫米-10毫米。
17、本专利技术还提供了所述hg3asse4br、hg3asse4i非线性光学晶体的用途，其用于非线性光学器件中。
18、本专利技术还提供一种非线性光学器件，包括本专利技术所述的非线性光学晶体。
19、根据本专利技术，所述非线性光学器件中，将至少一束入射电磁辐射通过至少一块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。
20、根据本专利技术，所述非线性光学器件包括但不限于红外激光变频器件、红外电光装置、红外通讯器件或红外激光制导器件。
21、有益效果
22、所述hg3asse4br、hg3asse4i非线性光学晶体具有非线性光学效应大(倍频输出强度约为同等条件aggas2的6-9倍)、透光波段宽(红外透过截止边波长为19微米)、易于生长、硬度较大、机械性能好、不易碎裂和潮解、易于加工和保存等优点。可应用于各种非线性光学领域中，例如可以用于制备红外激光变频器件、红外电光装置、红外通讯器件或红外激光制导器件。
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1.一种非线性光学晶体，其中，所述晶体的化学式为Hg3AsSe4Br或Hg3AsSe4I。
2.根据权利要求1所述的非线性光学晶体，其中，所述晶体均属于六方晶系，其空间群为P63mc，晶胞参数为α＝β＝90°，γ＝120°，z＝2；
3.权利要求1或2所述非线性光学晶体的制备方法，包括：将Hg源材料、As源材料、Se源材料、与Br源材料或I源材料混合，研磨，高温煅烧，得到所述非线性光学晶体；例如，所述Hg源材料、As源材料、Se源材料、与Br源材料或I源材料的摩尔比为＝3∶1∶(4～5)∶2。
4.根据权利要求3所述非线性光学晶体的制备方法，其中，所述Hg源材料为HgSe，所述As源材料为As单质，所述Se源材料为Se单质，所述Br源材料为HgBr2，所述I源材料为HgI2。
5.根据权利要求3所述非线性光学晶体的制备方法，其中，所述煅烧的温度为300℃-600℃；所述煅烧的时间为24小时-120小时。
6.如权利要求3～5任一项所述非线性光学晶体的制备方法，其中，将体系升温至300℃-600℃，进行煅烧；
8.权利要求1或2所述的非线性光学晶体材料的应用，其用于红外激光变频器件、红外全固态激光器、红外电光装置、红外通讯器件或红外激光制导器件。
9.一种非线性光学器件，包括权利要求1或2所述的非线性光学晶体。
10.权利要求9所述非线性光学器件，其特征在于，其为红外激光变频器件、红外全固态激光器、红外电光装置、红外通讯器件或红外激光制导器件。
...【技术特征摘要】
1.一种非线性光学晶体，其中，所述晶体的化学式为hg3asse4br或hg3asse4i。
2.根据权利要求1所述的非线性光学晶体，其中，所述晶体均属于六方晶系，其空间群为p63mc，晶胞参数为α＝β＝90°，γ＝120°，z＝2；
3.权利要求1或2所述非线性光学晶体的制备方法，包括：将hg源材料、as源材料、se源材料、与br源材料或i源材料混合，研磨，高温煅烧，得到所述非线性光学晶体；例如，所述hg源材料、as源材料、se源材料、与br源材料或i源材料的摩尔比为＝3∶1∶(4～5)∶2。
4.根据权利要求3所述非线性光学晶体的制备方法，其中，所述hg源材料为hgse，所述as源材料为as单质，所述se源材料为se单质，所述br源材料为hgbr2，所述i源材料为hgi2。
5.根据权利要求3所述非线性光学晶体的...
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