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新疆理化所在新型紫外非線性光學晶體研究中取得進展
2023年02月14日 15:25:12
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：4731
近期，中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心通過化學合成制備得到氟硼酸鹽晶體LiNaB6O9F2。
【化工儀器網 項目成果】固體紫外激光器使用固體激光材料做為工作物質，在光數據儲存、光刻技術、光盤控制、微加工、大氣探測、微電子學、光化學、光生物學以及醫療等領域有廣泛的應用。
由于紫外線光子能量大，難以通過外激勵源激勵產生一定高功率的連續紫外激光，故實現紫外連續波激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產生。非線性光學材料能夠對激光器輸出的特定波長的激光進行激光頻率的轉換和拓展，頗具應用價值。
由于合成紫外非線性光學材料需要滿足苛刻的性能要求，因而在材料設計中存在挑戰。既往研究提出了氟導向材料設計策略，以在硼酸鹽體系中探索具有優異性能的雙折射和非線性光學材料。向硼酸鹽中引入氟可以有效地豐富結構化學和調控光學性能。LiB3O5(LBO)晶體是重要的非線性光學材料，并得到廣泛應用，但遺憾的是，其小的雙折射導致LBO晶體無法實現1064 nm激光的直接四倍頻輸出。是否可以通過調整晶體結構來增大LBO的雙折射，從而達到更短的相位匹配波長？
近期，中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心通過化學合成制備得到氟硼酸鹽晶體LiNaB6O9F2。LiNaB6O9F2具有由[B6O11F2]基本構建模塊組成的二互穿3[B6O9F2]∞三維網絡，這是在氟硼酸鹽體系中首次觀察到。LiNaB6O9F2在深紫外截止邊，大的倍頻響應(1.1 × KDP)，合適的雙折射(0.067@1064 nm)之間實現了完美的平衡。隨著氟的引入，LiNaB6O9F2展示出氟導向最佳性能，包括比LBO(0.040@1064 nm)大的雙折射(0.067@1064 nm)，相比于LBO(277 nm)藍移的I類最短相位匹配波長(210 nm)。該工作豐富了氟硼酸鹽的結構化學，證明了氟導向策略是探索具有優良光學性能的非線性光學晶體的可行方法。
相關研究成果LiNaB6O9F2: A Promising UV NLO Crystal Having Fluorine-Directed Optimal Performances and Double Interpenetrating 3[B6O9F2]∞ Networks于近日發表在Advanced Optical Materials上。
來源： 新疆理化技術研究所
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