非线性光学晶体材料是重要的光电信息功能材料，在激光频率变换、信息通讯、光信号处理等众多领域都具有重要应用。随着科技的发展，现阶段对非线性光学晶体材料提出了更多、更高、更全面的要求。作为全固态激光器输出深紫外激光的关键元件，深紫外非线性光学晶体的研制和应用亟待发展突破。

　　近日，中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件院重点实验室潘世烈团队通过结构调控和组装设计思路，将BO_4-xF_x基本构筑基团引入碱土金属硼酸盐框架，成功设计并合成出首例碱土金属氟硼酸盐SrB₅O₇F₃。该晶体结晶于非中心对称的空间群（Cmc21），紫外截止边低于180nm，倍频效应为KH₂PO₄的1.6倍，具有大的双折射率，最短相位匹配波长可达到180nm，且具有良好的热稳定性，是非常有前景的深紫外非线性光学晶体。据密度泛函方法的倍频密度分析可知，其倍频效应来源于共边连接的双环B₅O₉F₃基本构筑基元。

　　此外，该团队通过分析硼酸盐晶体“深紫外透过-大倍频效应-适中双折射”性能之间相互制约的关系，成功设计并合成了出系列碱金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体，如Li₂B₆O₉F₂ (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3916)、NH₄B₄O₆F (J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10645)、CsB₄O₆F (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14119)和RbB₄O₆F (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2150)，相关研究为设计优异的深紫外非线性光学晶体提供了可行策略。

　　相关研究成果以Very Important Paper (VIP) 文章的形式发表在《德国应用化学》上。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中科院等的资助。　　



SrB₅O₇F₃晶体结构（a）和相位匹配性能（b）

　　

　　来源：中国材料网：http://www.matinfo.com.cn/mat2005/shangcheng/dongtai_nr.asp?id=83118