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开发磷酸盐深紫外光学晶体材料研究

非线性光学晶体是一种重要的光电信息材料,在信息、研究、能源、工业制造和医疗卫生等领域有着广泛的应用前景。随着激光精密机械加工、激光化学、紫外激光光谱学和激光医学的快速发展, 人们迫切需要开发全固态深紫外相干光源。关键突破是深紫外波段(光谱范围在200nm以下)的非线性光学晶体的开发和应用。近年来,在新开发的深紫外非线性在光学晶体材料中,磷酸盐材料因其紫外截止时间短的优点成为研究热点。而磷酸盐中PO4官能团的微秒级频率系数仅为平面b-o氧基(B3O6和BO3)的十分之一。 ),导致磷酸盐材料的倍频倍数较小的不足。因此,i t是通过合理设计官能团的组合和排列来有效增强双频效应的必要条件。

近年来,中科院新疆新型光电功能材料实验室潘石烈课题组一直致力于新型非线性光学晶体的研究。从以往复合碱金属硼酸盐非线性光学的研究成果来看晶体材料方面,通过在磷酸盐中引入碱金属阳离子的离子半径差异,研究团队成功设计合成了磷酸盐深紫外非线性光学晶体材料LiCs2PO4。该化合物不仅表现出较短的紫外截止边(174nm),而且还有很大的倍频效果(2.6倍KDP)。这是深紫外非线性光学晶体系统中最大的倍频效应复合物。同时LiCs2PO4可实现1064nm以下的相位匹配,晶体易于生长。有望成为一种新型的深紫外非线性光学晶体材料。

另外,水晶玻璃是正磷酸盐,其大倍频效应的来源机制不同于多磷酸盐基团的增益倍增效应。由其他研究小组提出。该材料的光学性质已通过第一原理进行了理论上的计算。发现该材料的晶体结构具有LiO4-PO4基团共边键合。特殊的连接方式有利于O-2p非键合轨道的定向排列,导致微观非线性光学系数的有效叠加。磷氧结构元素。这使得 LiCs2PO4 显示出更大的倍频效果。该工作为磷酸盐中具有较大倍频效应的非线性光学晶体材料的设计提供了新的研究思路。

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