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《自然·通讯》刊登新疆理化所非线性光学晶体的研究成果
2018-08-09 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  非线性光学晶体材料是重要的光电信息功能材料在激光频率变换信息通讯光信号处理等众多领域都具有广泛而重要的应用随着科技的发展技术的创新和发展对非线性光学晶体材料提出了更多更高更全面的要求而紫外深紫外非线性光学晶体作为全固态激光器输出紫外深紫外激光的关键元件其研制和应用亟待发展和突破  

  中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室潘世烈研究团队近年来致力于新型紫外深紫外非线性光学晶体的设计与合成该团队选取经典的非线性晶体Sr2Be2B2O7为模板通过化学共替代设计策略用具有相似电子结构的同主族元素BaMg原子共同去替代Sr2Be2B2O7结构中的SrBe原子成功设计并合成出两种具有非中心对称结构的Ba3Mg3(BO3)3F3同质多晶化合物该团队与北京大学孙俊良研究员合作成功获得正交和六方两相晶体的单晶结构利用差热重分析变温X-射线衍射和热膨胀率测试等实验方法验证Ba3Mg3(BO3)3F3同质多晶的存在及其可逆相变行为通过大量的助熔剂探索实验成功生长出正交相Ba3Mg3(BO3)3F3的大尺寸单晶并基于高质量单晶进行了全面的光学性能表征结果显示正交相Ba3Mg3(BO3)3F3具有宽的透过波段(184–3780 nm)、高的激光损伤阈值(6.2 GW/cm2)、适中的双折射率(0.045@532 nm)、较大二阶倍频系数(d33 = 0.51 pm/V)以及良好的热稳定性能与此同时该晶体能够实现相位匹配晶体易于生长可望作为紫外非线性光学晶体材料用于紫外激光输出 

  相关研究成果发表在自然·通讯》(Nature Communications)中科院新疆理化所为第一完成单位在读博士研究生米日丁·穆太力普为第一作者此外该团队通过分析硼酸盐晶体深紫外透过-大倍频效应-适中双折射性能之间相互制约的关系成功设计并合成了出一系列碱金属碱土金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体NH4B4O6F (J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10645), CsB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14119)RbB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2150), SrB5O7F3(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6095), NaB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6577)Li2B6O9F2 (Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3916)。相关研究为设计优异的紫外深紫外非线性光学晶体提供了可行策略 

  同时该研究工作得到国家基金委科技部中科院等项目资助 

       论文链接https://www.nature.com/articles/s41467-018-05575-w

正交相Ba3Mg3(BO3)3F3晶体的物理化学性能

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