1。2 非线性光学晶体材料概述

二阶非线性光学材料正在播放在许多先进的科学和技术方面发挥重要作用，在1-6紫外线区域，近几十年来已经发现了可见的地区包括KH 2 PO 4（KDP），7 KTiOPO 4（KTP），8 b-BaB 2 O 4（BBO），9LiB3O5（LBO）和LiNbO3（LN）。大功率的要求这些光谱区域中的激光谐波产生几乎是完全满足使用这些晶体。不过，相比之下，非线性光学晶体当前用于中红外区域的材料，包括AgGaS2, AgGaSe2, ZnGeP2，和LiBC2（B = Al，Ga，In; C，S，Se，Te），主要不适用于应用因为它们的激光损伤阈值低。因此，搜索表现良好的新型中红外非线性光学晶体，以及具有高激光损伤阈值，已成为最大的挑战之一非线性光学材料科学与激光技术。

已知非线性光学晶体中的高激光损伤阈值低通常对应到大能带隙（Eg），18增加带隙将导致二次谐波的减小一代非线性光学系数具有大带隙和强倍频之间的平衡效果（Eg vs。 Dij）是搜索和设计的关键问题中红外非线性光学材料。一般来说，一个很好的中红外非线性光学材料应满足以下要求构成要素和结构特征： 

   （1）在晶体使用的波段范围内，有较大的二阶非线性光学系数;   

   （2）能够实现相位匹配;

   （3）合适的透光波段，并且在工作波段具有较好的透明度;

   （4）具有较高的抗激光损伤阂值;

   （5）好的化学稳定性和热稳定性、硬度大、不潮解，温度变化带来的影响小；

（6）容易生长大尺寸、高光学质量的晶体。

1。3 非线性光学晶体材料研究现状

1。4 非线性光学晶体发展趋势

1。5  研究目的及意义

相比于中红外非线性光学晶体，在过去几十年中已经发现了紫外（UV）和可见区域中使用的许多非线性光学晶体，包括KH2PO4（KDP）[3]，KTiOPO4（KTP）[4]，β-BaB2O4（BBO）[5]，LiB3O5（LBO）[6]和LiNbO3（LN）[7]。这些晶体几乎满足了这些光谱区域中高功率激光谐波产生的需求。然而，中红外的非线性光学晶体材料包括AgGaS2[8]，AgGaSe2[9]，ZnGeP2[10]和LiBC2[11-12]（B=Al,Ga,In;C=S,Se,Te）虽然都具有各自的优点，但却也都有其局限性。由于其低激光损伤阈值，使得它们在中红外区域中的使用均存在一定的限制。所以高激光损伤阈值的中红外非线性光学晶体的探索成了激光科技的研究热点，对于中红外非线性光学晶体在激光领域上的应用具有重大意义。

2 实验原理

2。1  固相反应合成法原理

固相反应是指固态物质直接参加的反应，反应的特点是速度较慢，固体质点间键力大，其反应速率也降低。固相反应是通过固体原子或离子的扩散和运输完成的。首先是在反应物组分间的接触点处发生反应，然后逐渐扩散到物相内部进行反应，因此反应过程中反应物必须相互充分接触且反应需在高温下长时间地进行。因此，将反应物研磨并充分混合均匀，可增大反应物之间的接触面积，使原子或离子的扩散输运比较容易进行，以增大反应速率。其中固相反应按其组元多少可分为单元系固相烧结反应和多元系固相烧结两类 。本实验为多元系固相烧结，即将两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。多元系固相烧结除发生单元系固相烧结所发生的现象外，还由于组元之间的相互影响和作用，发生一些其他现象。对于组元不相互固溶的多元系，其烧结行为主要由混合粉末中含量较多的粉末所决定。

如铜一石墨混合粉末的烧结主要是铜粉之间的烧结，石墨粉阻碍铜粉间的接触而影响收缩，对烧结体的强度、韧性等都有一定影响。对于能形成固溶体或化合物的多元系固相烧结，除发生同组元之间的烧结外，还发生异组元之间的互溶或化学反应。烧结体因组元体系不同有的发生收缩，有的出现膨胀。异扩散对合金的形成和合金均匀化具有决定作用，一切有利于异扩散进行的因素，都能促进多元系固相烧结过程。如采用较细的粉末，提高粉末混合均匀性、采用部分预合金化粉末、提高烧结温度、消除粉末颗粒表面的吸附气体和氧化膜等。在决定烧结体性能方面，多元系固相烧结时的合金均匀化比烧结体的致密化更为重要。多元系粉末固相烧结后既可得单相组织的合金，也可得多相组织的合金，这可根据烧结体系合金状态图来判断。