Pb7F12Br2: A Potential Mid-IR Nonlinear Optical Material with High Laser Damage Threshold
王刚 武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072  
刘宏鸣 武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072  
姜兴兴 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190  
杨蕾 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190  
林哲帅 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190 xgchen@whu.edu.cn 
胡章贵 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190  
孟祥高 华中师范大学化学学院, 武汉 430079  
陈兴国 武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072 zslin@mail.ipc.ac.cn 
秦金贵 武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072  
摘要: 对一个含Pb的混合卤化物Pb7F12Br2进行了合成及单晶结构与性能测试,并首次对它的各种与非线性光学材料相关的主要性能进行了研究。发现该化合物的光学带隙宽达4.32 eV,粉末激光损伤阈值为25 MW·cm-2,远高于同等测试条件下商品化红外非线性光学晶体材料AgGaS2的粉末激光损伤阈值(<5.2 MW·cm-2),它的粉末倍频效应为KDP(KH2PO4)的1.5倍并能够实现相位匹配,粉末透光范围宽为0.3~14 μm,热分解温度超过650 ℃,展示了较好的综合性能。
关键词: 非线性光学材料  激光损伤阈值  含Pb混合卤化物  中红外波段
基金项目: 国家自然科学基金重大研究计划项目(No.91622124,91022036)和863基金(No.2015AA034203)资助。
Abstract: A Pb-containing mixed halide, Pb7F12Br2, was synthesized and confirmed by single X-ray diffraction. Its nonlinear optical (NLO) and related properties have been studied systematically for the first time. It shows much wide energy band gap of 4.32 eV with large laser damage threshold (LDT) value of 25 MW·cm-2 that is higher than that of the currently commercialized infrared (IR) NLO material AgGaS2 measured at the same conditions (<5.2 MW·cm-2). Second harmonic generation (SHG) effect test shows that its powders exhibit phase-matching SHG response of about 1.5 times as strong as that of KDP (KH2PO4). Its powders also show good transparence in the region of 0.3~14 μm and exhibit excellent thermal stability with the decomposition temperature up to 650 ℃. Thus, it shows good comprehensive properties.
Keywords: nonlinear optical material  laser damage threshold  Pb-containing mixed halide  mid-infrared region
投稿时间:2017-07-31 修订日期:2017-09-18
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