深紫外(λ< 200 nm)非线性光学(NLO)晶体是全固态激光器输出深紫外激光的关键元件。目前,仅有KBe2BO3F2(KBBF)晶体实现了Nd:YAG的直接六倍频深紫外激光(波长=177.3 nm)输出。KBBF晶体拥有优异的光学性能,然而其晶体的层状习性,原料剧毒等制约了它更广泛的应用。因此,设计合成新一代的深紫外非线性光学晶体是目前亟待研究的课题。
福建物构所中科院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、中科院战略性先导科技专项和罗敏助理研究员主持的澳门银银河7163“春苗”人才专项等项目资助下,成功将碱土金属阳离子引入到氟硼酸盐体系中,合成出首例非心的碱土金属氟硼酸盐M2B10O14F6 (M=Ca, Sr)晶体。实验表明,该系列晶体具有良好的物化性能,较大的倍频效应(2.3-2.5×KDP)和短的紫外截止边(<200 nm),理论预测的最短相位匹配波长可达到169 nm (Sr2B10O14F6)和171 nm (Ca2B10O14F6),是非常有前景的深紫外非线性光学晶体。该成果以通讯文章发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.,2018, 3884-3887)。
此外,该研究团队此前在紫外NLO材料的设计、合成、晶体生长和非线性性能研究方面也取得系列研究进展,相关成果发表在(Chem. Commun., 2018, 54, 1445; Chem. Commun., 2017, 53, 9398;J. Mater. Chem. C, 2017,5, 8758;Chem. Mater. 2017, 2, 896; Chem. Mater. 2016, 28, 9122; Chem. Mater. 2016, 28, 2301;Chem. Mater. 2015, 27, 7520)。
(供稿:叶宁课题组)