《非線性光學晶體結構設計與晶體生長》是依託中國科學院理化技術研究所，由李如康擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：非線性光學晶體結構設計與晶體生長
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：李如康
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目提出構建新結構發現新型非線性光學晶體新途徑。過去非線性光學晶體的發現一般有三個途徑：嘗試法、元素替代或在已知結構化合物中通過計算或測試發現新材料，並沒有實現真正意義上的結構設計。本項目提出根據非線性光學功能基元及基團理論，考慮陽離子對晶體中基團排列的關鍵作用，利用陽離子配位環境強制實現基團的定向排列構建具有大的非線性效應的新型非線性光學晶體材料，實現非線性光學晶體結構設計。.本項目將選擇研究非線性光學晶體紫外吸收機制，生長去除非本徵吸收的高質量非線性光學晶體，拓寬透過波段，提高非線性光學晶體抗光損傷能力。從紫外到紅外所有非線性光學晶體在紫外波段都存在不同機制引起的紫外吸收，紫外吸收不僅限制了它們的紫外套用，在紫外區的多光子吸收也是許多紅外非線性光學晶體雷射損傷閾值低的關鍵因素，它也是非線性光學晶體套用中迫切需要解決的關鍵科學問題。
結題摘要
本項目提出構建新結構發現新型非線性光學晶體新途徑。過去非線性光學晶體的發現一般有三個途徑：嘗試法、元素替代或在已知結構化合物中通過計算或測試發現新材料，並沒有實現真正意義上的結構設計。本項目提出根據非線性光學功能基元及基團理論，考慮陽離子對晶體中基團排列的關鍵作用，利用陽離子配位環境強制實現基團的定向排列構建具有大的非線性效應的新型非線性光學晶體材料，實現非線性光學晶體結構設計。 本項目將選擇研究非線性光學晶體紫外吸收機制，生長去除非本徵吸收的高質量非線性光學晶體，拓寬透過波段，提高非線性光學晶體抗光損傷能力。從紫外到紅外所有非線性光學晶體在紫外波段都存在不同機制引起的紫外吸收，紫外吸收不僅限制了它們的紫外套用，在紫外區的多光子吸收也是許多紅外非線性光學晶體雷射損傷閾值低的關鍵因素，它也是非線性光學晶體套用中迫切需要解決的關鍵科學問題。 項目執行期間，根據以上結構設計思路發現新化合物20種，其中9種具有非線性光學效應，特別是BaZnBO3F具有3倍KDP以上的有效倍頻效應，BaMgBO3F具有較短的吸收截至波長，兩者都具有較大的雙折射，值得作為新型非線性光學材料進一步研究。在充分研究非線性光學晶體紫外吸收機制的基礎上，提出的一種專利生長方法，使得KABO晶體266nm處吸收得到完全解決，實現KABO晶體266nm輸出440mW。 提出在基團理論框架下晶體折射率計算方法，預言了多種可能的硼酸鹽晶體的各向異性折射率，相關結果有助於通過結構設計，剪裁獲得特定需要的折射率大小的晶體材料。特別的根據理論預測，發現BMBO,BCBO兩種可套用於深紫外波段的雙折射晶體,其雙折射大，透過範圍寬，可使用至193nm波段，有重要套用前景.
