新疆理化所在硼硫酸盐紫外非线性光学材料研究中获进展

紫外非线性光学晶体可以通过二次谐波发生过程产生短波激光，在现代激光技术中具有重要应用价值。紫外非线性光学材料需要满足以下基本性能条件，即在紫外波段有宽的透过范围；具有合适的双折射率以满足紫外波段的相位匹配；具有较大的倍频（SHG）效应【>1×KH₂PO₄(KDP)】。然而，同时满足上述条件以及寻找新体系的紫外非线性光学材料具有挑战。目前，关于硼硫酸盐中紫外非线性光学晶体的研究较少，主要原因在于硼硫酸盐结构中的四面体基团光学各向异性较小，导致材料往往具有较小的双折射率，无法实现短波长相位匹配。

近日，中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈研究团队首次将具有大的光学各向异性的平面[BO₃]基元引入到硼硫酸盐中，得到了富硼的硼硫酸盐(NH₄)₂B₄SO₁₀（ABSO），该晶体具有新颖的[B₄SO₁₀]_∞的层状结构和较其他已知硼硫酸盐明显增强的双折射率。该晶体具有深紫外的截止边（184 nm）、大SHG效应（在1064 nm为1.1×KDP ，在532 nm为0.15×β-BBO）和大的双折射（1064 nm时为0.053），其最短SHG相匹配波长可以达到252 nm，把硼硫酸盐的最短相位匹配波长推向了新波段。

该晶体能够通过简单的化学气相沉积方法生长单晶。它表现出的双折射增益验证了利用平面[BO₃]基元优化硼硫酸盐双折射性能的可行性，并为在富硼的硼硫酸盐中探索新型紫外非线性光学晶体开辟了广阔前景。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院等的支持。

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ABSO中的[BO₃]基元使其双折射率较其他硼硫酸盐有显著增益