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固體紫外激光器使用固體激光材料做為工作物質(zhì)，在光數(shù)據(jù)儲存、光刻技術(shù)、光盤控制、微加工、大氣探測、微電子學(xué)、光化學(xué)、光生物學(xué)以及醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

由于紫外線光子能量大，難以通過外激勵源激勵產(chǎn)生一定高功率的連續(xù)紫外激光，故實現(xiàn)紫外連續(xù)波激光一般是應(yīng)用晶體材料非線性效應(yīng)變頻方法產(chǎn)生。非線性光學(xué)材料能夠?qū)す馄鬏敵龅奶囟úㄩL的激光進(jìn)行激光頻率的轉(zhuǎn)換和拓展，頗具應(yīng)用價值。

由于合成紫外非線性光學(xué)材料需要滿足苛刻的性能要求，因而在材料設(shè)計中存在挑戰(zhàn)。既往研究提出了氟導(dǎo)向材料設(shè)計策略，以在硼酸鹽體系中探索具有優(yōu)異性能的雙折射和非線性光學(xué)材料。向硼酸鹽中引入氟可以有效地豐富結(jié)構(gòu)化學(xué)和調(diào)控光學(xué)性能。LiB3O5(LBO)晶體是重要的非線性光學(xué)材料，并得到廣泛應(yīng)用，但遺憾的是，其小的雙折射導(dǎo)致LBO晶體無法實現(xiàn)1064 nm激光的直接四倍頻輸出。是否可以通過調(diào)整晶體結(jié)構(gòu)來增大LBO的雙折射，從而達(dá)到更短的相位匹配波長？

近期，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所晶體材料研究中心通過化學(xué)合成制備得到氟硼酸鹽晶體LiNaB6O9F2。LiNaB6O9F2具有由[B6O11F2]基本構(gòu)建模塊組成的二互穿3[B6O9F2]∞三維網(wǎng)絡(luò)，這是在氟硼酸鹽體系中首次觀察到。LiNaB6O9F2在深紫外截止邊，大的倍頻響應(yīng)(1.1 × KDP)，合適的雙折射(0.067@1064 nm)之間實現(xiàn)了完美的平衡。隨著氟的引入，LiNaB6O9F2展示出氟導(dǎo)向最佳性能，包括比LBO(0.040@1064 nm)大的雙折射(0.067@1064 nm)，相比于LBO(277 nm)藍(lán)移的I類最短相位匹配波長(210 nm)。該工作豐富了氟硼酸鹽的結(jié)構(gòu)化學(xué)，證明了氟導(dǎo)向策略是探索具有優(yōu)良光學(xué)性能的非線性光學(xué)晶體的可行方法。

相關(guān)研究成果LiNaB6O9F2: A Promising UV NLO Crystal Having Fluorine-Directed Optimal Performances and Double Interpenetrating 3[B6O9F2]∞ Networks于近日發(fā)表在Advanced Optical Materials上。

來源：新疆理化技術(shù)研究所

關(guān)鍵詞： 氟硼酸鹽 非線性光學(xué)晶體 結(jié)構(gòu)化學(xué)