中科院新疆理化所在硼硫酸盐紫外非线性光学材料研究方面取得进展

发布时间:2022-01-28

  紫外非线性光学晶体可以通过二次谐波生过程产生短波激光,在现代激光技术中具有重要应用价值。紫外非线性光学材料需要满足以下基本性能条件,即(1) 在紫外波段有宽的透过范围(2) 具有合适的双折射率以满足紫外波段的相位匹配(3) 具有较大的倍频(SHG)效应 (>1×KH2PO4 (KDP))。然而同时满足上述条件以及寻找新体系的紫外非线性光学材料依然具有挑战。目前,对硼硫酸盐中紫外非线性光学晶体的研究较少,主要原因在于硼硫酸盐结构中的四面体基团光学各向异性较小,导致材料往往具有较小的双折射率,无法实现短波长相位匹配。

  近日,十大网赌网址新世纪-网赌平台安全正规潘世烈研究团队在研究工作中,首次将具有大的光学各向异性的平面[BO3]基元引入到硼硫酸盐中,得到了富硼的硼硫酸盐(NH4)2B4SO10ABSO),该晶体具有新颖的[B4SO10]的层状结构和较其已知硼硫酸盐明显增强的双折射。该晶体具有深紫外截止边(184 nm)、大SHG效应1064 nm1.1×KDP 532 nm 0.15×β-BBO)和大双折射(1064 nm时为0.053),其最短SHG相匹配波长可以达到252 nm,把硼硫酸盐的最短相位匹配波长推向了新波段。

  该晶体能够通过简单的化学气相沉积方法生长单晶。它表现出的双折射增益验证了利用平面[BO3]基元优化硼硫酸盐双折射性能的可行性,也为在富硼的硼硫酸盐中探索新型紫外非线性光学晶体开辟了广阔的前景。相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 61 (4), e202112844)上,新疆理化所为唯一完成单位,硕士研究生李子健为第一编辑,张方方和潘世烈研究员为共同通讯编辑,该研究工作得到了国家基金委、中科院等项目资助。

  文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202112844 

ABSO中的[BO3]基元使其双折射率较其硼硫酸盐有显著增益