一种二水合氨基二乙酸镁化合物、非线性光学晶体及其制备方法和用途技术

技术编号：42760099 阅读：2 留言：0更新日期：2024-09-18 13:47

本发明专利技术涉及一种非线性光学材料制备方法及其用途，其具体为二水合氨基二乙酸镁化合物，所述晶体的分子式为Mg[NH<subgt;2</subgt;(CH<subgt;2</subgt;COO)<subgt;2</subgt;]·2H<subgt;2</subgt;O，所述Mg[NH<subgt;2</subgt;(CH<subgt;2</subgt;COO)<subgt;2</subgt;]·2H<subgt;2</subgt;O晶体不具有对称中心，属于四方晶系，空间群为P‑42<subgt;1</subgt;c，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝2,本发明专利技术的非线性光学晶体具有较大的倍频效应；同时其紫外吸收边为225nm，因而属于四方晶系，空间群为P‑42<subgt;1</subgt;c，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝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Mg[NH<subgt;2</subgt;(CH<subgt;2</subgt;COO)<subgt;2</subgt;]·2H<subgt;2</subgt;O晶体能够用于Nd:YAG的3倍频谐波发生器。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新型光电子功能材料领域，具体涉及一种二水合氨基二乙酸镁化合物、非线性光学晶体及其制备方法和用途。

技术介绍

1、非线性光学作为现代光学的重要研究领域，致力于探究物质在强相干光作用下的极化与光场强度之间的非线性关系。实现这些非线性光学效应的关键是使用非线性光学晶体，它们具有频率转换、电光和光折变等特性。硼酸盐非线性光学晶体由于其优良的线性和非线性光学特性，长期以来一直受到科研人员的关注。例如：bab2o4(bbo)、be2bo3f2(kbbf)等

2、bbo晶体的阴离子基团为含有共轭大π键的(b3o6)3-平面基团，这种结构的共轭大π键使得基团具有非常高的极化率各向异性，进而使晶体的双折射率异常高。这一现象可能导致走离效应，从而影响谐波转换的效率和输出光的质量，限制了其在实际应用中的使用。

3、kbbf晶体由平面基团(bo3)3-和四面体基团bo3f组成，具有较短的紫外吸收边(155nm)和适中的双折射率。这种结构使得kbbf能在较宽的波长范围内实现相位匹配，是目前唯一实现此类应用的非线性光学晶体。但是，kbbf的层状结构特性使得层间结合能显著低于层内结合能，这一点造成了其层状生长习性，给大尺寸晶体生长带来了显著的挑战。

4、因此，研究和开发具有大倍频易于生长的性能全面紫外非线性光学晶体材料，已经成为非线性光学材料研究的重要挑战和前沿领域之一。

技术实现思路

1、本专利技术提供一种二水合氨基二乙酸镁化合物、非线性光学晶体及其制备方法和

2、本专利技术通过以下技术方案实现：

3、方案一)

4、一种二水合氨基二乙酸镁化合物，化学式为mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o。

5、方案二)

6、一种二水合氨基二乙酸镁化合物的制备方法，包括如下步骤

7、将摩尔比为1-3:1的亚氨基二乙酸和氢氧化镁溶解在水中，然后在温度为35～130℃下反应7-20天，得到所述的二水合氨基二乙酸镁化合物。

8、具体地，亚氨基二乙酸和氢氧化镁的质量之和与溶剂的体积比为70～100g:400ml。

9、方案三)

10、一种二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体，分子式为mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o，所述mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o晶体不具有对称中心，属于四方晶系，空间群为p-421c，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2。

11、方案四)

12、一种二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体的制备方法，包括如下步骤：

13、将摩尔比为1-3:1的亚氨基二乙酸和氢氧化镁溶解在水中，然后在温度为35～130℃下静置反应7-20天，得到二水合氨基二乙酸镁化合物，然后将所述的二水合氨基二乙酸镁化合物溶解在水中，并且在温度为75～120℃下恒温蒸发10-25天，得到所述的二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体。

14、方案五)

15、二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体的用途，将所述的二水合氨基二乙酸镁晶体用于用于制备光学器件，所述的光学器件包括全固态激光器、谐波发生器、光参量与放大器件或光波导器件。

16、方案六)

17、一种光学器件，包括所述的二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体。

18、较之前的现有技术，本专利技术具有以下有益效果：

19、(1)本专利技术制备得到了mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o的二水合氨基二乙酸镁化合物和晶体，通过使用粉末倍频测试方法测量了mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o的相位匹配能力，其粉末倍频效应为kh2po4(kdp)的4倍，同时其紫外吸收边为225nm，该晶体能够实现nd:yag(λ＝1.064μm)的2倍频。mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o晶体也有望用于nd:yag的3倍频、4倍频谐波发生器。

20、(2)本专利技术所制得的mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o单晶无色透明，不潮解，化学稳定性好(空气中放置180天未潮解且热重数据在230℃以上)，因此有望在各种非线性光学领域中获得广泛应用，并将开拓非线性光学晶体材料在短波紫外波段的应用，以推动相关学科、工业技术的发展。

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【技术保护点】

1.一种二水合氨基二乙酸镁化合物，其特征在于：化学式为Mg[NH2(CH2COO)2]·2H2O。

2.根据权利要求1所述的一种二水合氨基二乙酸镁化合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤

3.根据权利要求2所述的一种二水合氨基二乙酸镁化合物的制备方法，其特征在于：亚氨基二乙酸和氢氧化镁的质量之和与水的体积比为70～100g:400mL。

4.一种二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体，其特征在于：分子式为Mg[NH2(CH2COO)2]·2H2O，所述Mg[NH2(CH2COO)2]·2H2O晶体不具有对称中心，属于四方晶系，空间群为P-421c，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝2。

5.根据权利要求4所述的一种二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.权利要求4所述的二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体的用途，其特征在于：将所述的二水合氨基二乙酸镁晶体用于制备光学器件，所述的光学器件包括全固态激光器、谐波发生器、光参量与放大器件或光波导器件。

7.一种光学器件，其特征在于：包括权

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【技术特征摘要】

1.一种二水合氨基二乙酸镁化合物，其特征在于：化学式为mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o。

2.根据权利要求1所述的一种二水合氨基二乙酸镁化合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤

3.根据权利要求2所述的一种二水合氨基二乙酸镁化合物的制备方法，其特征在于：亚氨基二乙酸和氢氧化镁的质量之和与水的体积比为70～100g:400ml。

4.一种二水合氨基二乙酸镁非线性光学晶体，其特征在于：分子式为mg[nh2(ch2coo)2]·2h2o，所述mg[nh2(ch2coo)2]·...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗敏，范雨杰，颜涛，
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：

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