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新疆理化所碱金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体研究获进展
2017-11-10 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  深紫外(波长<200 nm)非线性光学晶体作为全固态激光器输出深紫外激光的关键元件,近几十年被国内外科研机构大量关注和深入研究。目前,仅有KBe2BO3F2KBBF)晶体能够实现NdYAG的直接六倍频深紫外激光(波长=177.3 nm)输出。KBBF晶体拥有优异的光学性能,然而受到本征缺陷的制约(层状习性,原料剧毒等),KBBF晶体无法产业化以满足行业需求。因此,设计合成新型深紫外非线性光学晶体是目前亟待研究的课题。 

  目前,有很多性能优异的非线性光学晶体已经实现产业化,如应用在可见波段的KTiOPO4KTP),应用在紫外波段的BaB2O4BBO)和LiB3O5LBO),这些晶体各自具有优良的结构基元,选取其中的优秀基元并加以改良,可以设计合成具有优异性能的新型深紫外非线性光学晶体。其中,BBO具有B-O基元中非线性效应最大的B3O6基元,而B3O6基元的悬挂键,导致BBO晶体无法在深紫外区透过。中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队通过材料结构基元重组的设计思路,将BBO中的B3O6基元引入结构中,同时引入BO3F基元替代KBBF中剧毒的BeO3F,成功设计了新型非线性光学晶体CsB4O6FCBF)。该晶体紫外截止边达到155 nm,倍频效应为KH2PO4KDP)的1.9倍(KBBF1.2倍),具有大的双折射率,最短相位匹配波长预计达到171 nm,且具有良好的热稳定性,是非常有前景的深紫外非线性光学晶体。同时,该晶体为同成分熔融化合物,容易生长大尺寸晶体,有利于产业化。 

  相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,进一步研究评估工作正在进行中。 

  该研究获得科技部,国家基金委和中科院的大力支持。

    论文链接 

CBF的线性和非线性光学性能

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