【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】固體紫外激光器廣泛應(yīng)用于商業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域。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。例如，利用非線性光學(xué)材料進(jìn)行的Nd:YAG激光輻射的四次諧波產(chǎn)生是輸出266 nm紫外激光的有效方式。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(shí)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？
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(shí)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)，這是首次在氟硼酸鹽體系中觀察到。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(shí)現(xiàn)了更好的平衡。隨著氟的引入，LiNaB6O9F2展示出氟導(dǎo)向性能優(yōu)化，包括比LBO更大的雙折射（0.067@1064 nm之于LBO的0.040@1064 nm），比LBO更短的相位匹配波長（210 nm之于LBO的277 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)研究成果以全文Research Article形式，發(fā)表在Advanced Optical Materials上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中科院等的支持。
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