中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)（NLO）晶體材料在激光雷達(dá)、激光通訊、紅外遙測(cè)、光電對(duì)抗等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。相位匹配是NLO材料獲得實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵條件，目前主要通過(guò)調(diào)控晶體的雙折射率來(lái)補(bǔ)償基頻光和倍頻光的折射率差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)NLO晶體材料的相位匹配。 

　　在中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員郭國(guó)聰團(tuán)隊(duì)采用拓寬帶隙以調(diào)節(jié)色散的策略實(shí)現(xiàn)紅外NLO晶體材料的相位匹配。通過(guò)高溫固相法，該研究成功制備寬帶隙（3.93-3.95 eV）的熔鹽硫化物[ABa₃Cl₂][Ga₅S₁₀] (A= K, Rb, Cs)。第一性原理計(jì)算發(fā)現(xiàn)，與其異質(zhì)同構(gòu)的硒化物相比，帶隙的拓寬使硫化物的色散曲線在紅外波段更加平緩，進(jìn)而使相位匹配的截止波長(zhǎng)從5.7 um藍(lán)移至1.7 um，實(shí)現(xiàn)其在傳統(tǒng)基頻激光（2.0 um）處的相位匹配，為獲得新型相位匹配紅外NLO晶體材料提供了新設(shè)計(jì)思路。 

　　此外，該研究獲得毫米尺寸的單晶。測(cè)試表明，這些硫化物在與商用AgGaS₂的NLO系數(shù)相當(dāng)?shù)臈l件下，具有目前最高的激光損傷閾值（188-200 MW/cm² @1064 nm, 脈寬10 ns）和較寬的紅外透過(guò)范圍（0.35-12.5 um），是優(yōu)秀的紅外NLO備選材料。 

　　相關(guān)工作以Phase Matching Achieved by Band Gap Widening in Infrared Nonlinear Optical Materials [ABa₃Cl₂][Ga₅S₁₀] (A= K, Rb, Cs)為題，發(fā)表在CCS Chemistry上，副研究員劉彬文為第一作者，副研究員姜小明、研究員郭國(guó)聰為通訊作者。  

　　論文鏈接