紫外非線性光學(xué)晶體可以通過二次諧波發(fā)生過程產(chǎn)生短波激光，在現(xiàn)代激光技術(shù)中具有重要應(yīng)用價值。紫外非線性光學(xué)材料需要滿足以下基本性能條件，即在紫外波段有寬的透過范圍；具有合適的雙折射率以滿足紫外波段的相位匹配；具有較大的倍頻（SHG）效應(yīng)【>1×KH2PO4 (KDP)】。然而，同時滿足上述條件以及尋找新體系的紫外非線性光學(xué)材料具有挑戰(zhàn)。目前，關(guān)于硼硫酸鹽中紫外非線性光學(xué)晶體的研究較少，主要原因在于硼硫酸鹽結(jié)構(gòu)中的四面體基團光學(xué)各向異性較小，導(dǎo)致材料往往具有較小的雙折射率，無法實現(xiàn)短波長相位匹配。
近日，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所潘世烈研究團隊首次將具有大的光學(xué)各向異性的平面[BO3]基元引入到硼硫酸鹽中，得到了富硼的硼硫酸鹽(NH4)2B4SO10（ABSO），該晶體具有新穎的[B4SO10]∞的層狀結(jié)構(gòu)和較其他已知硼硫酸鹽明顯增強的雙折射率。該晶體具有深紫外的截止邊（184 nm）、大SHG效應(yīng)（在1064 nm為1.1×KDP ，在532 nm為 0.15×β-BBO）和大的雙折射（1064 nm時為0.053），其最短SHG相匹配波長可以達到252 nm，把硼硫酸鹽的最短相位匹配波長推向了新波段。
該晶體能夠通過簡單的化學(xué)氣相沉積方法生長單晶。它表現(xiàn)出的雙折射增益驗證了利用平面[BO3]基元優(yōu)化硼硫酸鹽雙折射性能的可行性，并為在富硼的硼硫酸鹽中探索新型紫外非線性光學(xué)晶體開辟了廣闊前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院等的支持。
ABSO中的[BO3]基元使其雙折射率較其他硼硫酸鹽有顯著增益
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