《BABF晶體結構調製、生長及其非線性光學性能研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由胡章貴擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：BABF晶體結構調製、生長及其非線性光學性能研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：胡章貴
- 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
BaAlBO3F2（BABF）是一種新的非線性光學晶體材料,物化性能穩定，完全不潮解，具有大的非線性光學係數（d22＝1.24pm/V）、短的紫外截止邊（165nm）,尤其作為Nd：YAG1064nm雷射的三倍頻（355nm）晶體有著優異的性能,但由於BABF的雙折射較小限制其最短直接倍頻波長約為275nm。本研究通過陽離子M（M=Ga，Bi，Sc，Y，Gd等）部分置換BABF晶體中的Al進行結構調製,研究雙折射率與結構變化之間的關係，進而選擇合適的M以增加BABF晶體的雙折射率。初步實驗表明Ga部分置換BABF晶體中的Al可以增大BABF晶體的雙折射率，其紫外截止邊由165nm變為235nm左右。尋找合適的助熔劑體系，生長出滿足要求的BaAl1-xMxBO3F2晶體，並對其雷射輸出性能進行評價，力爭實現四倍頻（266nm）雷射輸出，為拓展現有非線性光學晶體的套用提供一條新的途徑。
結題摘要
通過陽離子M(Ga, Bi, Sc, Y, Gd) 部分置換BABF晶體中的Al進行結構調製以增大晶體的雙折射率。研究發現Bi, Sc離子對晶體雙折射率影響不大，Y, Gd離子摻雜難以結晶出純BABF晶相。實驗表明Ga的摻雜可以部分置換BABF晶體中的Al並顯著增大晶體雙折射率。我們採用最佳化的B2O3-LiF-NaF助熔劑體系，生長出尺寸為25×20×10 mm3的摻鎵BABF晶體，晶體的光學均勻性為10-5量級，體弱吸收值為280.3ppm/cm，雷射損傷閾值為4.44GW/cm2（雷射波長1064nm，脈寬5ns，頻率1Hz），最短直接倍頻波長由273nm降低至259.5nm,並首次實現了BABF晶體的四倍頻(266nm)雷射輸出。首次通過結構調製的方法，即使用元素置換擴大雙折射率實現雷射輸出波長的擴展。國內外尚未此方向研究工作的報導，是一種產生新波長的新手段。
