广东物质结构研究所氰尿酸盐紫外非线性光学晶

2019-06-22 01:50栏目:澳门新葡亰手机版登录网址

深紫外非线性光学晶体是获得全固态深紫外激光的核心元件,目前仅有KBe2BO3F2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,然而严重的层状习性制约了KBBF的商业化生产和实际应用。数十年来,设计合成新一代深紫外非线性光学晶体一直是亟待研究的方向。

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等项目的资助下,在新一代深紫外非线性光学晶体研究方面取得突破性进展。基于KBBF的结构为设计模板,在保持其结构和性能优点的同时,通过N-H···F氢键和Be-F离子键强化层间连接,分别合成两例有效克服了层状习性的深紫外非线性光学晶体NH4Be2BO3F2和Be2BO3F。ABBF和γ-BBF的紫外截止边、双折射和倍频效应非常接近或优于KBBF,使得其I类最短相位匹配波长分别可达173.9 nm和146 nm,展示出优异的深紫外光输出潜能,是极具应用前景的深紫外非线性光学晶体。

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。

相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,进一步研究工作正在进行中。

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(J. Am. Chem. Soc.,2018, 140, 22, 6814-6817; J. Am. Chem. Soc.,2018, 140, 11, 3884-3887; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 8968-8972;Chem. Commun., 2018, 54, 1445-1448; Chem. Commun., 2017, 53, 9398-9401; J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 6526-6533; J. Mater. Chem. C, 2017,5, 8758-8764; Chem. Mater.,2019, 31, 1, 52-56; Chem. Mater.,2017, 2, 896-903; Chem. Mater.,2016, 28, 2301-2307)。

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(J. Am. Chem. Soc.,2018, 140, 22, 6814-6817; J. Am. Chem. Soc.,2018, 140, 11, 3884-3887; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 8968-8972;Chem. Commun., 2018, 54, 1445-1448; Chem. Commun., 2017, 53, 9398-9401; J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 6526-6533; J. Mater. Chem. C, 2017,5, 8758-8764; Chem. Mater.,2019, 31, 1, 52-56; Chem. Mater.,2017, 2, 896-903; Chem. Mater.,2016, 28, 2301-2307)。

此前,该研究团队在紫外、深紫外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了系列研究进展,相关成果发表于J. Mater. Chem. C, 2018, DOI: 10.1039/C8TC01319E; J. Am. Chem. Soc.,2018, 3884-3887; J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 3884; 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。

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福建物构所氰尿酸盐紫外非线性光学晶体材料研究获进展

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