福建物構所短波紫外非線性光學晶體研究獲進展

2020-12-03 瀟湘晨報

非線性光學（NLO）晶體是全固態雷射器的核心部件之一。探索兼具大的倍頻效應和短的相位匹配截止波長的短波紫外非線性光學晶體，是一項較有挑戰性的課題。

中國科學院福建物質結構研究所光電材料化學與物理重點實驗室葉寧課題組基於功能基元替換的思想，以平面三角形基團[CO3]2-和四面體基團ZnO2(OH)2分別替換KBBF結構中的[BO3]3-和BeO3F基團，首次在碳酸鹽體系中構築一例具備KBBF結構特徵的新型羥基碳酸鹽紫外非線性光學晶體——NaZnCO3(OH)。與KBBF結構中的[BO3]3-基團一樣，該晶體中的[CO3]2-基團保持平行共面一致排列。同時，該晶體中ZnO2(OH)2四面體基團實現了上下功能層之間的完全自連接，並通過適宜的排列為晶體倍頻效應的提升做出貢獻。這些結構特徵使得該晶體的倍頻效應達到5.2倍KDP，雙折射率達到0.114（@1064nm），通過理論計算得到的最短相位匹配波長可達201nm，說明該晶體是一例較好的短波紫外非線性光學晶體備選材料。該晶體獨特的結構構型也將為新型紫外甚至深紫外非線性光學晶體的設計提供新思路。

相關研究成果發表在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上，福建物構所副研究員彭廣為論文第一作者，研究員葉寧為論文通訊作者。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金等項目的資助。

此前，研究團隊已在紫外NLO材料的設計、合成、晶體生長和非線性性能研究方面取得系列研究成果（Journal of the American Chemical Society, 2019, 141, 8, 3390-3394；Journal of the American Chemical Society, 2018, 140, 22, 6814-6817；Journal of the American Chemical Society, 2018, 140, 11, 3884-3887；Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 15978-15981；Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57, 8968-8972；Chemistry of Materials, 2019, 31, 1, 52-56；Chemistry of Materials, 2017, 2, 896-903；Chemistry of Materials, 2016, 28, 2301-2307；Chemical Communications, 2018, 54, 1445-1448；Chemical Communications, 2017, 53, 9398-9401；Journal of Materials Chemistry C, 2018, 6, 6526-6533；Journal of Materials Chemistry C, 2017, 5, 8758-8764）。

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福建物構所短波紫外非線性光學晶體研究獲進展

【來源：福建物質結構研究所】

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