新疆理化所锌硼酸盐紫外非线性光学晶体研究获进展-凯发k8官网登录vip

　　紫外（200 nm＜λ＜400 nm）非线性光学晶体是全固态激光器输出紫外激光的关键元件，近几十年被国内外科研机构广泛研究。目前，266 nm（nd: yag四倍频）紫外激光输出主要由β-bab₂o₄（β-bbo）和cslib₆o₁₀（clbo）两种晶体实现。然而，β-bbo晶体过大的双折射率及clbo晶体的潮解性，导致这两种晶体仍无法满足该波段激光输出的需求。因此，探索新型四倍频紫外非线性光学晶体是十分必要且迫切的。 

　　kbe₂bo₃f₂（kbbf）晶体能够实现nd：yag的直接六倍频深紫外激光（λ=177.3 nm）输出，其优异光学性能得益于它结构中[be₂bo₃f₂]_∞层的平行排列。然而，阴离子基团的层状平行排列，也导致了kbbf晶体具有层状生长习性而无法生长较厚的晶体。此外，kbbf晶体原料含有剧毒beo也为晶体生长带来了极大挑战。中科院新疆理化技术研究所潘世烈团队以kbbf晶体为原型，成功获得了一种无毒、无层状习性的紫外非线性光学晶体zn₂bo₃(oh)，该晶体在结构上保留了对性能有益的kbbf层状结构，并用zn替换kbbf晶体中的be使该材料无毒性。同时，消除了kbbf晶体中导致层状生长习性的层间离子，从而使晶体生长习性显著改善。zn₂bo₃(oh)晶体性能优异，具有大倍频效应（kh₂po₄的1.5倍），宽透过范围（紫外截止边204 nm），合适的双折射率（可见光区约为0.067），计算相位匹配波长为248 nm，是具有潜力的紫外非线性光学材料。 

　　相关研究成果发表在《先进科学》（adv. sci., doi: 10. 1002/advs.201901679）上，进一步研究评估工作正在进行中。 

　　该研究获得科技部，国家基金委和中科院的大力支持。 

       论文链接：

zn₂bo₃(oh)的结构演变：从kbbf到c2-be₂bo₃f(c2-bbf)再到zn₂bo₃(oh)，保留优势层状结构的同时，实现层间作用力增强与无毒化的进步。