固體紫外激光器廣泛應用于商業和科學領域。非線性光學材料能夠對激光器輸出的特定波長的激光進行激光頻率的轉換和拓展，頗具應用價值。例如，利用非線性光學材料進行的Nd:YAG激光輻射的四次諧波產生是輸出266 nm紫外激光的有效方式。合成紫外非線性光學材料需要滿足苛刻的性能要求，因而在材料設計中存在挑戰。既往研究提出了氟導向材料設計策略，以在硼酸鹽體系中探索具有優異性能的雙折射和非線性光學材料。向硼酸鹽中引入氟可以有效地豐富結構化學和調控光學性能。LiB₃O₅(LBO)晶體是重要的非線性光學材料，并得到廣泛應用，但遺憾的是其小的雙折射導致LBO晶體無法實現1064 nm激光的直接四倍頻輸出。是否可以通過調整晶體結構來增大LBO的雙折射，從而達到更短的相位匹配波長？ 

　　近期，中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心通過化學合成制備得到氟硼酸鹽晶體LiNaB₆O₉F₂。LiNaB₆O₉F₂具有由[B₆O₁₁F₂]基本構建模塊組成的二互穿³[B₆O₉F₂]_∞三維網絡，這是首次在氟硼酸鹽體系中觀察到。LiNaB₆O₉F₂在深紫外截止邊，大的倍頻響應（1.1 × KDP），合適的雙折射（0.067@1064 nm）之間實現了更好的平衡。隨著氟的引入，LiNaB₆O₉F₂展示出氟導向性能優化，包括比LBO更大的雙折射（0.067@1064 nm之于LBO的0.040@1064 nm），比LBO更短的相位匹配波長（210 nm之于LBO的277 nm）。該工作豐富了氟硼酸鹽的結構化學，證明了氟導向策略是探索具有優良光學性能的非線性光學晶體的可行方法。 

　　相關研究成果以全文Research Article形式，發表在Advanced Optical Materials上。研究工作得到國家自然科學基金和中科院等的支持。 

　　論文鏈接  

新疆理化所在新型紫外非線性光學晶體研究中取得進展