江苏物质结构研究所氰尿酸盐紫外非线性光学晶体材料钻探获进展

激光光源的波长拓展很大程度上依赖于频率转换器件材料——非线性光学晶体的变频能力。随着激光在紫外和深紫外波段应用的日益重要,如何设计合成性能更优的非线性光学材料是当前研究的重点和热点。

非线性光学晶体因其频率转换性能广泛应用于扩展激光光源的频率。而对于紫外波段的激光光源的迫切需求,使得探索新一代性能更加优异的紫外非线性光学晶体成为当前研究的重点和热点。

非线性光学晶体因其频率转换性能广泛应用于扩展激光光源的频率。而对于紫外波段的激光光源的迫切需求,使得探索新一代性能更加优异的紫外非线性光学晶体成为当前研究的重点和热点。

中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组在国家杰出青年基金、中科院B类战略性先导科技专项和助理研究员罗敏主持的海西研究院“春苗”人才专项等资助下,以非线性光学晶体Sr2Be2B2O7结构模型为基础,利用分子工程的方法成功设计了首例铅/锡氟硼酸盐化合物MB2O3F2。相比于SBBO中存在的刚性[Be6B6O15]∞双层来说,MB2O3F2具有灵活的二维[B6O12F6]∞单层,克服了SBBO结构的不稳定性问题。此外,虽然MB2O3F2是同构的,并且都含有立体化学活性的孤对阳离子,但它们却表现出截然相反的宏观倍频效应。通过与中科院理化技术研究所林哲帅课题组合作,利用第一性原理的计算方法揭示了两个化合物倍频的差异主要是由于Pb和Sn的倍频活性轨道各向异性的不同,它们分别对PbB2O3F2和SnB2O3F2的倍频效应产生了建设性和破坏性的影响。相关研究成果发表在《美国化学会志》上(Journal
of the American Chemical Society,
2018, 140, 6814-6817)。

中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组在国家杰出青年基金、国家自然基金重大计划、中科院战略性先导科技专项和助理研究员罗敏主持的中科院青促会以及海西研究院春苗计划等的资助下,以含大π键的2–阴离子基团提供大的非线性光学效应、碱金属提供宽的紫外透过性能为设计理念,从有机共晶合成领域引入滴液研磨法、结合非线性光学领域的粉末倍频测试,以一种绿色环保且高效的方式,成功合成出了一系列具有非线性光学效应的氰尿酸盐化合物ABHC3N3O3·xH2O
(AB= KLi, RbLi, RbNa, CsNa),并进一步以水溶液法得到KLiHC3N3O3·2H2O
厘米级大单晶。KLHCY晶体的一类相位匹配最短波长能达到246
nm,激光损伤阈值达到4.76
GW/cm2,是极具应用前景的新一代紫外非线性光学晶体。相关研究成果发表在《美国化学会志》上(J.
Am. Chem. Soc.,2019, 141, 8, 3390-3394),文章第一作者为博士生林栋鸿。

中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组在国家杰出青年基金、国家自然基金重大计划、中科院战略性先导科技专项和助理研究员罗敏主持的中科院青促会以及海西研究院春苗计划等的资助下,以含大π键的2–阴离子基团提供大的非线性光学效应、碱金属提供宽的紫外透过性能为设计理念,从有机共晶合成领域引入滴液研磨法、结合非线性光学领域的粉末倍频测试,以一种绿色环保且高效的方式,成功合成出了一系列具有非线性光学效应的氰尿酸盐化合物ABHC3N3O3·xH2O
(AB= KLi, RbLi, RbNa, CsNa),并进一步以水溶液法得到KLiHC3N3O3·2H2O
厘米级大单晶。KLHCY晶体的一类相位匹配最短波长能达到246
nm,激光损伤阈值达到4.76
GW/cm2,是极具应用前景的新一代紫外非线性光学晶体。相关研究成果发表在《美国化学会志》上(J.
Am. Chem. Soc.
,2019, 141, 8, 3390-3394),文章第一作者为博士生林栋鸿。