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固體紫外激光器使用固體激光材料做為工作物質(zhì)，在光數(shù)據(jù)儲存、光刻技術、光盤控制、微加工、大氣探測、微電子學、光化學、光生物學以及醫(yī)療等領域有廣泛的應用。

由于紫外線光子能量大，難以通過外激勵源激勵產(chǎn)生一定高功率的連續(xù)紫外激光，故實現(xiàn)紫外連續(xù)波激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產(chǎn)生。非線性光學材料能夠?qū)す馄鬏敵龅奶囟úㄩL的激光進行激光頻率的轉(zhuǎn)換和拓展，頗具應用價值。

由于合成紫外非線性光學材料需要滿足苛刻的性能要求，因而在材料設計中存在挑戰(zhàn)。既往研究提出了氟導向材料設計策略，以在硼酸鹽體系中探索具有優(yōu)異性能的雙折射和非線性光學材料。向硼酸鹽中引入氟可以有效地豐富結(jié)構化學和調(diào)控光學性能。LiB3O5(LBO)晶體是重要的非線性光學材料，并得到廣泛應用，但遺憾的是，其小的雙折射導致LBO晶體無法實現(xiàn)1064 nm激光的直接四倍頻輸出。是否可以通過調(diào)整晶體結(jié)構來增大LBO的雙折射，從而達到更短的相位匹配波長？

近期，中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心通過化學合成制備得到氟硼酸鹽晶體LiNaB6O9F2。LiNaB6O9F2具有由[B6O11F2]基本構建模塊組成的二互穿3[B6O9F2]∞三維網(wǎng)絡，這是在氟硼酸鹽體系中首次觀察到。LiNaB6O9F2在深紫外截止邊，大的倍頻響應(1.1 × KDP)，合適的雙折射(0.067@1064 nm)之間實現(xiàn)了完美的平衡。隨著氟的引入，LiNaB6O9F2展示出氟導向最佳性能，包括比LBO(0.040@1064 nm)大的雙折射(0.067@1064 nm)，相比于LBO(277 nm)藍移的I類最短相位匹配波長(210 nm)。該工作豐富了氟硼酸鹽的結(jié)構化學，證明了氟導向策略是探索具有優(yōu)良光學性能的非線性光學晶體的可行方法。

相關研究成果LiNaB6O9F2: A Promising UV NLO Crystal Having Fluorine-Directed Optimal Performances and Double Interpenetrating 3[B6O9F2]∞ Networks于近日發(fā)表在Advanced Optical Materials上。

來源：新疆理化技術研究所

關鍵詞： 氟硼酸鹽 非線性光學晶體 結(jié)構化學