非線性光學材料CsGe(BrxCl1-x)3光學特性之研究

Abstract

本研究在於利用化學反應法成功的合成出CsGe(BrxCl1-x)3粉末，x分別為0、0.5、1，並對其進行一系列的特性量測。 從XRD、EPMA、DSC量測鑑定x=0、CsGeBr3，x=1、CsGeCl3粉末的成分與結構，並與JCPDS資料庫比對，確實得到一樣的結果，晶體具有非對稱空間點群R3m結構。由參考文獻得知，二階非線性光學係數是CsGeBr3 > CsGeCl3；而能隙值是CsGeCl3(3.67ev) > CsGeBr3 (2.32ev)，低能隙值通常對應低光破壞閥值。所以我們藉由取代的方式，合成出CsGe(Br0.5Cl0.5)3粉末，希望能藉以增加其能隙值，同時提升其光破壞閥值，並且拓寬其穿透光譜範圍，此由變溫PL可以得知能隙值確實比CsGeBr3大。而從XRD、Raman量測也可得知CsGe(Br0.5Cl0.5)3結構傾向於CsGeBr3結構，所以能維持較高二階非線性係數，由二倍頻量測中可得知晶體的有效倍頻光轉換係數約為KDP的14倍，其值約為6pm/V。另外從紅外光穿透光譜來看，我們可知晶體從2.5μm∼22.5μm為其穿透範圍，再經由拉曼光譜量測結果可以得之通光範圍最遠可以到達46μm左右。