非線性光學晶體材料是滿足激光器輸出的關(guān)鍵核心材料

非線性光學晶體材料是滿足全固態(tài)激光器實現(xiàn)多波段激光輸出的關(guān)鍵核心材料，但目前仍缺乏性能優(yōu)異的非線性光學晶體。

同質(zhì)多晶體具有多變的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，能夠很好的調(diào)控材料性能。據(jù)麥姆斯咨詢報道，河北大學化學與環(huán)境科學學院副研究員武奎通過系統(tǒng)調(diào)研所有已知的51種非線性光學同質(zhì)多晶體，包括氧化物、鹵化物、及硫?qū)倩衔铮瑢ι鲜霾牧系摹跋嘧儭Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變—非線性光學性能”三者關(guān)系進行了總結(jié)和分析，概括了非線性光學同質(zhì)多晶體的相變條件以及結(jié)構(gòu)—性能之間的調(diào)控關(guān)系。該研究成果形成題為“A review on phase transition and structure-performance relationship of second-order nonlinear optical polymorphs”的綜述發(fā)表在Coordination Chemistry Reviews上

在非線性光學同質(zhì)多晶體的研發(fā)中，武奎研究團隊通過調(diào)控原料比例和合成溫度等，設(shè)計合成出SrCu2SnS4同質(zhì)多晶，分析了材料相變與性能調(diào)控之間的機理關(guān)系。測試結(jié)果表明兩相均具有與商業(yè)化紅外非線性光學晶體硫鎵銀相當?shù)谋额l能力，但抗激光損傷能力有了顯著的提高，同時基于變溫粉末XRD測試和差熱分析方法確定了兩相之間的相轉(zhuǎn)變溫度和不可逆的相轉(zhuǎn)變行為。該成果以題為“Infrared Nonlinear Optical Polymorphs α- and β-SrCu2SnS4 Exhibiting Large Second Harmonic Generation Responses with Requisite Phase-Matching Behavior”發(fā)表在Chemistry of Materials上

為了進一步獲得高激光損傷閾值的紅外非線性光學材料，武奎研究團隊設(shè)計在晶體結(jié)構(gòu)中引入共價性更強的功能基元與高正電性的堿土金屬結(jié)合來合成新材料，成功制備出3種新的硅硫化合物。三種材料結(jié)晶于不同的空間群，結(jié)構(gòu)對比發(fā)現(xiàn)一價陽離子對材料的結(jié)構(gòu)類型有很強的調(diào)控作用，同時上述材料抗激光損傷能力有了很大的提升。該研究結(jié)果發(fā)表在Journal of Materials Chemistry C上。
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