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中科院理化所发表综述文章:第一性原理探索新型非线性光学晶体:64体育

 


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本文摘要:非线性光学晶体是当今及未来光电信息技术的最重要基础材料,其发展与激光技术的发展密切相关。

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非线性光学晶体是当今及未来光电信息技术的最重要基础材料,其发展与激光技术的发展密切相关。上世纪八九十年代,中国科学院院士陈创天明确提出的阴离子基团理论很大地增进了BBO、LBO和KBBF非线性光学晶体的发展,并顺利地符合了紫外、可见波段的激光技术市场需求。从本世纪初开始,随着浅紫外和中红外应用于波段激光技术的发展,与紫外到近红外、可见波段的非线性光学晶体比起,浅紫外及中红外的非线性光学晶体既具备相似的性能拒绝,又呈现独有的技术指标,而这些对应有所不同波段的性能指标往往受到有所不同特征的微观功能基元的影响。

为了加快提高非线性光学性能以符合高功率激光市场需求的步伐,扩展理论方法去阐述有所不同应用于波段非线性光学晶体的结构-性能关系沦为符合更加长波段应用于必需要面临的核心关键问题。近日,中国科学院化学系技术研究所人工晶体中心林哲帅课题组公开发表综述文章,系统总结了其在深紫外及中红外波段非线性光学晶体领域所作的原创性贡献。针对浅紫外及中红外非线性光学晶体领域的核心问题,林哲帅团队近年来研发了一整套第一性原理计算出来分析工具,以调控晶体带隙和阐述非线性光学机理。以此为基础又发展出有一套非线性光学材料设计系统,需要准确地取得非线性光学晶体结构参数和关键非线性光学性能,比如晶体带上隙、倍频效应、双折射率以及振幅给定输入波长等。

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这不仅可以更佳地解读非线性光学材料微观结构和宏观性能间的关系,而且需要为设计新型非线性光学材料获取最重要的机制参照。化学系所公开发表第一性原理探寻新型非线性光学晶体综述文章图片来源:中科院化学系所基于此第一性原理设计系统,他们详尽阐释了浅紫外和中红外波段新型非线性光学材料的结构设计策略,还包括调控阳离子和扩展阴离子基团以提高浅紫外非线性光学性能,搭起极性四面体序构以提高中红外非线性光学性能等。

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这些结构设计策略促成了ABBF和BBF等系列浅紫外非线性光学晶体材料的实验找到,增进了硫磷化物和类金刚石硫族化物中红外非线性光学材料家族的系列实验进展。这些原创性研究成果不仅指出了第一性原理设计在推展非线性光学晶体发展中的最重要起到,也表明了其在当前甚至未来非线性光学材料探寻中所扮演着的最重要角色。涉及工作作为封面文章以First-PrinciplesDesignandSimulationsPromotetheDevelopmentofNonlinearOpticalCrystals为题,公开发表在AccountsofChemicalResearch杂志上(DOI:10.1021/acs.accounts.9b00448),文章作者为康雷、梁飞、姜兴兴、林哲帅、陈创天。


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