福建物構所金屬氟碘酸鹽非線性光學晶體研究獲進展

2020-09-05 光明網

中紅外（3-5μm）雷射因在雷射通訊，雷射調控和雷射醫學等領域有廣泛的應用而備受關注。傳統的紅外晶體AgGaS2和ZnGeP2可用於中紅外波段，但因其損傷閾值較低，限制其實際應用。碘酸鹽非線性光學晶體材料通常可實現大的二階非線性光學效應、高的雷射損傷閾值、寬的透光範圍（紫外-中紅外）、適中的雙折射，是一種具有潛力的非線性光學晶體。

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研究團隊，將能夠有效增大帶隙、提高損傷閾值的F-離子和對能夠增大晶體結構極性的Bi3+離子引入碘酸根體系，設計合成具有大倍頻效應和高損傷閾值的(NH4)Bi2(IO3)2F5非線性光學晶體。該晶體的倍頻效應是KDP的9.2倍，損傷閾值是AgGaS2的40.2倍。該晶體具有合適的雙折射率（0.0690@589.3nm），能夠實現相位匹配。此外，通過NH4+離子的引入可以增強層間作用，並降低晶體的生長溫度。

論文第一作者是福建物構所助理研究員範慧歆，論文通訊作者為副研究員彭廣、研究員葉寧，相關研究成果發表在《應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。研究工作受到中科院戰略性先導科技專項（B類）「結構與功能導向的新物質創製」、國家自然科學基金等的資助。

此外，該研究團隊近期在中遠紅外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進展（Chem. Mater. 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c02837；Chem. Mater. 2020, 32, 2615–2620，Chem. Mater. 2019,31,10170-10177）。

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