紫外与深紫外非线性光学晶体的新进展

随着光刻、激光微加工以及激光光谱仪的发展,紫外与深紫外光谱区的相干光源变得越来越重要.本文简要地回顾了使用阴离子基团理论发展新型硼酸盐系列紫外与深紫外非线性光学晶体的历史,同时系统地介绍了这些硼酸盐系列晶体的线性和非线性光学性质.最后给出一些产生紫外与深紫外谐波输出的典型例子以及它们的应用.     

新疆理化所阳离子对碱金属卤素硼酸盐晶体结构性能影响研究获进展

<正>合成新紫外非线性光学晶体材料是现代激光技术发展的需求。目前,基于阳离子替代是获得新非线性光学材料的重要而有效方法之一,碱金属和卤素离子利于拓宽硼酸盐在紫外波段的透过范围。因此阳离子对碱金属卤素硼酸盐结构性能影响的研究一直备受国际关注。中科院新疆理化技术研究所光电功能材料研究团队在K3B6O10Br晶体中引入Na,合成出四种新晶体,     

新型深紫外非线性光学晶体材料探索取得重要突破

探索新型深紫外非线性光学材料是现代科学研究的一个重要的前沿方向。如何获得具有大的非线性光学系数、合适的双折射率、以及优良的物理化学性能和良好生长习性的紫外、深紫外非线性光学晶体已经成     

福建物构所深紫外非线性光学晶体材料研究获新进展

<正>深紫外激光具有波长短、光子能量高等优点,因而在高分辨率成像、光谱应用、微细加工等诸多领域具有重要的应用价值,利用深紫外非线性光学晶体进行变频是获得深紫外激光的主要手段。优良的深紫外非线性光学晶体既要具有大的非线性光学效应,又要具有短的紫外吸收边,而这两种性能在某种程度上是相互冲突的,这就需要在两者之间达到一个微妙的平衡。目前,已知的深紫外非线性光学晶体几乎都是硼酸盐,基     

新疆理化所含铅磷酸盐非线性光学晶体材料研究获进展

正非线性光学晶体是固态激光器必不可少的部分,广泛应用于激光技术、光学通讯、光学数据存储和光信号处理等方面。利用非线性光学晶体的性质,可实现各种激光的频率转换,是开辟新的激光光源的根本途径。为了探索紫外/深紫外非线性光学晶体材料,在设计合成时优先会考虑碱金属,碱土金属硼酸盐体系。近几年来,由于磷酸盐材料具有短紫外截止边的优势,成为探索紫外/深紫外非线性光学晶体材料的研究体     

B3O7基团型硼酸盐非线性光学晶体研究进展

以B3O7基团为基本结构单元的硼酸盐非线性光学晶体LiB3O5,CsB3O5,CsLiB6O10具有紫外透过波段宽,非线性光学系数较大,光损伤阈值高的共同特性,有利于紫外波段激光频率变换,本文综合叙述了B3O7基团型硼酸盐非线性光学晶体的研究进展。     

新疆理化所提出一种基于模拟的使非线性光学晶体材料相匹配区间蓝移的方案

非线性光学晶体是通过频率转换拓宽固态激光器输出波段的关键材料。随着激光微加工,激光通讯和现代科学仪器的持续发展,对紫外/深紫外非线性光学晶体的需求日益增加。但是,很多拥有宽的紫外透过范围和大的倍频效应的晶体因其双折射无法满足深紫外相匹配而无法输出深紫外激光。     

含平面共轭构型的非线性光学晶体

紫外非线性光学晶体是组成紫外固态激光器的关键材料。目前,紫外非线性光学晶体主要依赖硼酸盐晶体,但已有的硼酸盐晶体并不能完全满足应用需求,而进一步研发新型硼酸盐非线性光学晶体难度不断增大,因此开拓新的材料体系显得尤为迫切。从硼酸盐结构与非线性光学效应关系可知,含有平面共轭基团的硼酸盐具有大的倍频系数、合适的双折射率和短的紫外截止边等特性,因此平面共轭基团是硼酸盐非线性光学晶体的核心功能基元。基于几何构型拓展平面共轭基团研究是探索新体系紫外非线性光学晶体材料的重要思路和关键环节。基于此,本团队提出以具有平面三角共轭结构的碳酸盐、硝酸盐、胍盐和具有平面六元环共轭结构的氰尿酸氢盐、巴比妥酸氢盐等化合物为研究对象,拓展紫外非线性光学晶体材料的探索范围。本文将主要介绍本团队近年来在碳酸盐、硝酸盐、胍盐、氰尿酸氢盐、巴比妥酸氢盐紫外晶体探索方面取得的研究成果。     

含共轭键的紫外非线性光学晶体

紫外非线性光学晶体是实现短波紫外光源输出的关键材料,目前短波紫外变频晶体主要依赖硼酸盐晶体,由于实际应用对晶体综合性能提出更高要求,而进一步发现新型硼酸盐非线性光学晶体难度不断增大,开拓新的材料体系显得尤为迫切.从硼酸盐结构与非线性光学效应关系可知,含有平面共轭基团的硼酸盐具有大的倍频系数、合适的双折射率和短的紫外截止边等特性,平面共轭基团是硼酸盐非线性光学晶体的核心功能基元.因此拓展平面共轭基团研究是探索新体系紫外非线性光学晶体材料的关键环节.基于基团的构效关系,我们团队率先提出以同样是具有平面三角共轭结构的碳酸盐、硝酸盐等化合物为研究对象,拓展紫外非线性光学晶体材料的探索范围.此外,近来我们团队把研究范围进一步拓展到了一些有机共轭体系,例如氰尿酸盐.本文将主要介绍我们团队近年来在碳酸盐、硝酸盐和氰尿酸盐紫外晶体探索方面取得的研究结果.     

A7MIIRE2(B5O10)3系列紫外非线性光学晶体的研究进展

稀土硼酸盐非线性光学(NLO)材料由于其在激光技术领域的重要应用而备受关注,这主要是因为三价稀土离子如Y³⁺、Sc³⁺、Lu³⁺等可以有效抑制d-d和f-f电子跃迁从而扩宽化合物的透过范围,同时稀土原子与氧原子结合成畸变的多面体可增强材料的非线性光学效应。A₇M^IIRE₂(B₅O₁₀)₃系列(RE为稀土金属,A为碱金属、M为二价金属)化合物是稀土硼酸盐中一类重要的材料,其A、M以及RE位点具备灵活的占据方式,近年来得到了广泛关注。通过化学元素取代法,研究者们对该类化合物的种类进行拓展,目前已经合成出数十种属于该体系的化合物。这些化合物的截止边大多处在紫外甚至是波长小于200 nm的深紫外波段,非线性光学效应为0.4~2.1倍KDP,在紫外以及深紫外波段非线性光学领域中展现出了应用潜力。本文对其研究现状进行了总结,分析了其微观结构与光学性能之间的关系,并指出不同位点组分对材料非线性光学性能的影响,以期对此类化合物今后的发展提供参考。     

福建物构所碘酸盐二阶非线性光学晶体的设计与合成获进展

二阶非线性光学材料广泛应用于激光及光通讯领域,而金属碘酸盐晶体因具有较强的倍频效应、较宽的透过波段、较高的热稳定性和光学损伤阈值,在二阶非线性光学晶体材料领域占有非常重要的地位。设计二阶非线性光学材料的关键是如何诱导无心结构的形成及如何增加化合物的极化率。中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室毛江高研究员领导     

中国科学院物理研究所硼酸盐功能晶体新结构研究取得进展

<正>硼酸盐(Borates)结构类型丰富,具有宽的透光范围、高的光损伤阈值、较好的热稳定性和化学稳定性等一系列优良的物理化学性能,在非线性光学材料、荧光材料、激光晶体材料等领域有着广泛而重要的应用。近50年来,人们已经发现了数以千计的新型硼酸盐晶体,使其成为探索新型功能晶体的热点领域之一。     

CLBO晶体和频产生深紫外激光的理论计算与实验结果

本文介绍了深紫外非线性光学晶体CLBO的光学特性,推导出了CLBO晶体和频时的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角宽度和允许温度范围的公式,并进行了详细计算.根据计算结果可知,CLBO晶体和频可以实现深紫外激光的有效输出,并且具有大的有效非线性系数、小的走离角、大的允许角宽度和允许温度范围.由此设计了1064 nm近红外激光和238.7 nm 紫外激光通过CLBO晶体和频产生195 nm深紫外激光的系统方案,并在实验中实现了平均功率217 μW、重复频率10 Hz的195 nm 激光的稳定运转.     

福建物构所中远红外非线性光学材料结构设计取得突破

探索新型中远红外非线性光学材料是非线性光学研究中的一个重要的前沿和热点方向。传统的中远红外非线性光学材料主要是金属磷属化合物、金属硫属化合物、金属卤化物等,而且非线性光学材料以提高复     

磷属化物非线性光学晶体研究进展

红外非线性光学晶体可以通过频率转换输出中远红外激光,在军事和民用领域都具有重要的应用。硫属化物和磷属化物皆是优秀的中远红外非线性光学材料的候选体系,近二十年来,硫属非线性光学材料得到了广泛研究和应用,然而对磷属非线性光学材料的研究还相当匮乏。本文从新材料探索方面,综述了目前已经报道的磷属非线性光学材料的研究进展,按照晶体结构将其分为三大类,即经典的黄铜矿型结构、同原子键结构以及其他四面体堆积结构。主要讨论了这些化合物的晶体结构、非线性光学性能以及构效关系。最后探讨了磷属红外非线性光学晶体未来的发展方向。     

粉末紫外二阶非线性光学性能测试研究

为测定粉末材料的紫外波段二阶非线性光学特性,根据Kurtz-Perry粉末倍频效应理论,开展了紫外粉末二阶非线性光学性能测试的研究。测试光源为氙灯泵浦的Nd∶YAG-KTP电光调Q激光器,KTP为二倍频晶体,输出波长532 nm,单脉冲能量100 mJ,重复频率1～10 Hz,脉冲宽度为8 ns。为保证266 nm光的透过率,采用紫外融石英做窗口片,型号为JGS1;为保证测试的准确性,选择光栅光谱仪分光。经紫外常用的KDP、LBO、BBO等测试,证明本方法具有稳定可靠、判别精度高、操作简单等优点,可以有效地定性或半定量测试材料的紫外二阶非线性光学性能,为研究紫外二阶非线性光学材料提供了一种重要的测试手段。     

非线性光学晶体CsB3O5研究进展

非线性光学晶体CsB3O5(CBO)具有大的非线性光学系数、优秀的紫外波段透过能力和高的抗光损伤阈值,在紫外高功率密度全固态激光系统的频率转换方面展现出良好的应用前景。本文综述了CBO晶体的研究概况,报道了高质量CBO晶体生长、折射率温度系数、热学性能及278 nm紫外激光输出的最新研究结果。     

有机非线性光学晶体一水甲酸锂的研究综述

甲酸盐晶体是一族引人瞩目的非线性光学材料,一水甲酸锂(LFM)是甲酸盐系列中综合性能优良的晶体之一.本文较全面地介绍了一水甲酸锂晶体的发展、生长技术、生长机理及其非线性光学性能.指出一水甲酸锂是很有发展潜力的紫外非线性光学有机晶体,并提出了进一步开发其应用需要解决的问题.     

福建物构所发现新型无铍深紫外非线性光学晶体材料

正深紫外激光由于波长短、加工精度高的优点,在半导体光刻、激光光电子能谱仪和激光切割等方面具有重要应用。目前,KBe2BO3F2(KBBF)是唯一能实际输出深紫外激光的非线性光学(NLO)晶体,但是,KBBF含剧毒铍元素且其晶体层状生长习性严重。因此,急需探索新型深紫外NLO晶体材料。中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室罗军华课题组在国家自然科学杰出青     

新型可实用化红外非线性光学晶体研究进展

红外非线性光学晶体可以变频输出中远红外激光,在国防和民用方面都有重要应用.本文综述了近十年来发现的具有实用前景的新型红外非线性光学材料的研究进展,主要讨论已经获得较大尺寸单晶的新材料.这些晶体具有优秀的综合性能,包括足够大的非线性光学系数,宽的红外透过范围,合适的双折射,较好的单晶生长习性和稳定的物化性质.本文将从晶体结构、晶体生长、物化性能、红外激光输出等方面进行综述,并对红外非线性光学晶体未来的发展方向做出一定的讨论.