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中科院新疆理化所紅外非線性光學(xué)材料研究獲進展
2022年08月24日 15:04:34
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：4285
中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料實驗室優(yōu)選四面體結(jié)構(gòu)基元，基于模板設(shè)計、結(jié)構(gòu)預(yù)測與實驗合成三者相結(jié)合的技術(shù)路線，設(shè)計合成出首例含堿土金屬的缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)硒化物紅外非線性光學(xué)材料MgGa2Se4(MGSe-I)。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】非線性光學(xué)晶體是對于激光強電場顯示二次以上非線性光學(xué)效應(yīng)的晶體。非線性光學(xué)晶體是一種功能材料。利用二階非線性效應(yīng)產(chǎn)生的倍頻、混頻、參量振蕩及光參量放大等變頻技術(shù)，可拓寬激光的波長范圍，從而擴展激光器的可調(diào)諧范圍，在激光技術(shù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。目前已應(yīng)用于核聚變、醫(yī)療、水下攝影、光通信、 光測距等方面
紅外非線性光學(xué)晶體作為激光頻率轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，在全固態(tài)激光器中應(yīng)用廣泛。當前，商用的中遠紅外非線性光學(xué)晶體主要包括類金剛石結(jié)構(gòu)的AgGaS2、AgGaSe2、ZnGeP2等化合物。然而，由于各自本征的性能缺陷，如低的激光損傷閾值及低帶隙引起的雙光子吸收等，這些材料已不能完全滿足當前紅外激光技術(shù)發(fā)展的需求。亟需開發(fā)性能優(yōu)異的新型中遠紅外非線性光學(xué)材料。
中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料實驗室優(yōu)選四面體結(jié)構(gòu)基元，基于模板設(shè)計、結(jié)構(gòu)預(yù)測與實驗合成三者相結(jié)合的技術(shù)路線，設(shè)計合成出首例含堿土金屬的缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)硒化物紅外非線性光學(xué)材料MgGa2Se4(MGSe-I)。光學(xué)性能測試結(jié)果表明，MgGa2Se4具有寬的硒化物帶隙2.96 eV，高的激光損傷閾值(~3 ×AgGaS2)。同時，MgGa2Se4表現(xiàn)出較好的倍頻效應(yīng)，約為0.9 ×AgGaS2，并能實現(xiàn)Ⅰ型相位匹配。理論計算的結(jié)果表明，堿土金屬四面體基團的引入，增大了硒化物缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)的帶隙，為后續(xù)設(shè)計大帶隙的缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)材料提供了借鑒。
相關(guān)研究成果The Combination of Structure Prediction and Experiment for the Exploration of Alkali-Earth Metal-Contained Chalcopyrite-Like IR Nonlinear Optical Material發(fā)表在Advanced Science上。
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