新疆理化所合成首例碱土金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体


  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,而深紫外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,其研制和应用亟待发展和突破。 

  中科院新疆理化技术研究所中科院特殊环境功能材料与器件重点实验室潘世烈团队通过结构调控和组装设计思路,将BO4-xFx基本构筑基团引入碱土金属硼酸盐框架,成功设计并合成出首例碱土金属氟硼酸盐SrB5O7F3。该晶体结晶于非中心对称的空间群(Cmc21),紫外截止边低于180 nm,倍频效应为KH2PO41.6倍,具有大的双折射率,最短相位匹配波长可达到180 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。密度泛函方法的倍频密度分析可知,其倍频效应来源于共边连接的双环B5O9F3基本构筑基元。 

  相关研究成果以Very Important Paper (VIP) 文章的形式发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)。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系列碱金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体,如Li2B6O9F2 (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3916), NH4B4O6F (J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10645), CsB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14119)RbB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2150),相关研究为设计优异的深紫外非线性光学晶体提供了可行策略。 

        该研究工作得到国家基金委,科技部,中科院等项目资助。

                 

                                            1SrB5O7F3晶体结构(a)和相位匹配性能(b) 

  文章链接 

  http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201802058/full 

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中国科学院新疆理化技术研究所

中国科学院新疆理化技术研究所研究所主要研究领域包括:维吾尔药现代化、可食植物资源的可持续利用、绿色化学化工、功能材料与器件、固体辐射物理、特色矿产资源开发、多语种语音识别、多语种软件开发及电子政务等。

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