福建物構所無金屬紫外非線性光學晶體研究獲進展

2020-09-09 光明網

非線性光學晶體因其頻率轉換性能廣泛應用於擴展雷射光源的頻率。而對於紫外波段的雷射光源的迫切需求，使得探索新一代的性能更加優異的紫外非線性光學晶體成為當前研究的重點和熱點。

中國科學院福建物質結構研究所中科院光電材料化學與物理重點實驗室葉寧課題組在中科院戰略性先導科技專項（B類）、國家自然基金重大計劃和面上基金等項目資助下，以經典的KBBF結構為模板，通過將KBBF中的無機的平面三角(BO3)3-基團和四面體(BeO3F)5-基團分別用有機的平面三角[C(NH2)3]+基團和無機的四面體(SO3F)-替換，成功獲得了第一例氟磺酸鹽紫外非線性光學晶體，即C(NH2)3SO3F。該晶體不含金屬元素，受益於平面三角[C(NH2)3]+基團的平行共面排列，使該晶體具有大的倍頻效應（5×KDP）和合適的雙折射率（0.133@1064 nm）。此外，計算表明該晶體的色散曲線相對平滑，因此使其在透光波段範圍內都能實現相位匹配（最短相位匹配波長~200nm）。該研究成果發表在近期的《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 10.1002/anie.202006671.)上。

此外，該研究團隊此前在紫外NLO材料的設計、合成、晶體生長和非線性性能研究方面也取得了系列研究進展（J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 8, 3390-3394；J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 22, 6814-6817；J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 11, 3884-3887；Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 8968-8972；Chem. Commun., 2018, 54, 1445-1448；Chem. Commun., 2017, 53, 9398-9401；J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 6526-6533；J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 8758-8764；Chem. Mater., 2019, 31, 1, 52-56；Chem. Mater., 2017, 2, 896-903；Chem. Mater., 2016, 28, 2301-2307）。

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