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中科院新疆理化所红外非线性光学材料研究获进展
2022年08月24日 15:04:34
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：4259
中国科学院新疆理化技术研究所光电功能材料实验室优选四面体结构基元，基于模板设计、结构预测与实验合成三者相结合的技术路线，设计合成出首例含碱土金属的缺陷类金刚石结构硒化物红外非线性光学材料MgGa2Se4(MGSe-I)。
【化工仪器网 项目成果】非线性光学晶体是对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的晶体。非线性光学晶体是一种功能材料。利用二阶非线性效应产生的倍频、混频、参量振荡及光参量放大等变频技术，可拓宽激光的波长范围，从而扩展激光器的可调谐范围，在激光技术领域具有重要应用价值。目前已应用于核聚变、医疗、水下摄影、光通信、 光测距等方面
红外非线性光学晶体作为激光频率转换的关键器件，在全固态激光器中应用广泛。当前，商用的中远红外非线性光学晶体主要包括类金刚石结构的AgGaS2、AgGaSe2、ZnGeP2等化合物。然而，由于各自本征的性能缺陷，如低的激光损伤阈值及低带隙引起的双光子吸收等，这些材料已不能完全满足当前红外激光技术发展的需求。亟需开发性能优异的新型中远红外非线性光学材料。
中国科学院新疆理化技术研究所光电功能材料实验室优选四面体结构基元，基于模板设计、结构预测与实验合成三者相结合的技术路线，设计合成出首例含碱土金属的缺陷类金刚石结构硒化物红外非线性光学材料MgGa2Se4(MGSe-I)。光学性能测试结果表明，MgGa2Se4具有宽的硒化物带隙2.96 eV，高的激光损伤阈值(~3 ×AgGaS2)。同时，MgGa2Se4表现出较好的倍频效应，约为0.9 ×AgGaS2，并能实现Ⅰ型相位匹配。理论计算的结果表明，碱土金属四面体基团的引入，增大了硒化物缺陷类金刚石结构的带隙，为后续设计大带隙的缺陷类金刚石结构材料提供了借鉴。
相关研究成果The Combination of Structure Prediction and Experiment for the Exploration of Alkali-Earth Metal-Contained Chalcopyrite-Like IR Nonlinear Optical Material发表在Advanced Science上。
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