新疆理化所非線性光學材料鹵素硼酸鹽研究獲進展

　　目前，制約紫外激光發展和應用的關鍵問題在于材料，特別是作為增益介質的紫外/深紫外非線性光學晶體材料，這也是國際光電子材料領域備受關注的一個研究熱點。對于紫外波段倍頻晶體，由于該波段的激光頻率較高，波長較短。為解決此問題，目前國內外一般采用堿金屬和堿土金屬硼酸鹽和鹵素硼酸鹽作為研究對象。

　　中科院新疆理化技術研究所光電功能材料研究團隊，在堿土金屬鹵素硼酸鹽方面進行了系統的探索研究，將有利于紫外光透過的堿土金屬陽離子、鹵素氟離子結合起來，合成出了系列具有紫外/深紫外透過的非線性光學材料—氟硼酸鋇族化合物，其中的氟硼酸鋇(Ba4B11O20F)還表現為堿金屬、堿土金屬鹵素硼酸鹽中倍頻效應最大的一個化合物。經過性能測試表明，其粉末倍頻效應達10倍 KDP(圖1)。并且氟硼酸鋇—Ba4B11O20F晶體結構中包含一個新的硼氧基本功能基元B11O24(圖2)，豐富了硼酸鹽的結構化學。

　　該晶體紫外吸收截止邊約190nm，是一種潛在的紫外非線性光學材料。該所科研人員利用第一性原理計算及建立微觀理論模型揭示了倍頻效應的起源，引入氟離子使得陰、陽離子基團畸變對晶體整體的非線性效應都有較大的貢獻，此項研究工作還豐富了非線性光學材料倍頻效應起源的理論體系。

　　該研究成果發表在美國化學雜志J. Am. Chem. Soc.(2013, 135, 4215-421)上。相關研究工作得到國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的大力支持。