"中国牌"晶体的探索历程——陈创天院士访谈录

BBO、LBO、KBBF是中国科学家发明的优质非线性光学晶体,被国际学术界誉为"中国牌"晶体.作为这项研究的主要领导者,陈创天院士回顾了指导这项研究的墓本理论--阴离子基团理论的提出以及BBO等优质非线性光学晶体的发现过程.     

氟硼铍酸钾晶体深紫外区域倍频的非共线匹配

根据氟硼铍酸钾(KBe2BO3F2,简称KBBF)晶体最新的色散方程以及非共线匹配的条件,采用FORTAN语言变精度数值计算方法,计算了入射波长为400nm的KBBF晶体的类非共线倍频相位匹配角、有效非线性系数和允许角.计算结果显示:在第1象限内存在2个匹配方向,第1个匹配方向对应的基频o光和倍频e光的匹配角范围为51.00°~90.00°,50.83°~66.32°,52.68°~78.16°;第2个匹配方向对应的基频o光和倍频e光匹配角范围分别为51.00°~66.00°,60.41°~89.59°,55.71°~77.79°.第1个匹配方向的相位匹配角范围和相应的有效非线性系数比第2个匹配方向大,第1个匹配方向对应的允许角比第2个匹配方向小.因此非共线相位匹配结构下KBBF晶体的Ⅰ类倍频采用第1个匹配方向.     

运用晶体非线性光学效应的阴离子基因理论探索新型紫外非线性 …

在运用晶体非线性光学效应的阴离子基团理论,系统研究硼酸盐晶体的硼氧基团结构及其在空间的排列与它们的非线性光学效应关系的基础上,发现了ＬｉＢ３Ｏ５（ＬＢＯ）,ＣｓＢ３Ｏ５（ＣＢＯ）,ＫＢｅ２ＢＯ３Ｆ２（ＫＢＢＦ）,Ｓｒ２Ｂｅ２Ｂ２Ｏ７（ＳＢＢＯ）,Ｂａ２Ｂｅ２Ｂ２Ｏ７（ＴＢＯ）,ＢａＡｌ２Ｂ２Ｏ７（ＢＡＢＯ）,Ｋ２Ａｌ２Ｂ２Ｏ７（ＫＡＢＯ）等多种线性和非线性光学性能的非线性光学晶体。ＬＢＯ和ＣＢＯ晶     

杂多酸电荷转移盐的制备、表征及非线性光学性质研究--H3PMo12-nWnO40.mH2O和六次甲基四胺形成的电荷转移盐

以H3PMo12-nWnO40.mH2O和六次甲基四胺为原料合成了一系列电荷转移盐,并用元素分析,红外光谱,电子光谱进行了表征.红外光谱和漫反射电子光谱研究表明在固体中阴离子和有机阳离子之间存在强的相互作用;非线性光学性质研究表明,随着化合物分子内钨取代数的增多,化合物二阶倍频效应增强,三阶非线性系数增大.     

2，7－二甲基喹啉与H3PMo12-nWnO40*mH2O电荷转移盐的合成、表征和非线性光学性质

合成了一系列由钨钼混配杂多酸H3PMo12-nWnO40.mH2O(n=0,1,3,9,11,12)和2,7－二甲基喹啉形成的分子组成为[DMQH]3PMo12-nWnO40的电荷转移盐,并用元素分析,红外光谱,电子光谱进行了表征,结果显示在固体盐中阴离子和有机阳离子之间存在强的相互作用,光照下阴阳离子之间可以发生电荷转移,导致阳离子的氧化和阴离子的还原,非线性光学性质研究表明,随着化合物分子内钨取代数的增多,化合物倍尖效应增强,三阶线性系数增大。     

非线性光学晶体LBO位相匹配高功率绿光激光器

目的 对非线性光学晶体LBO的倍频属性以及影响倍频效率的各种因素进行理论分析与实验研究。方法 光与物质相互作用的耦合波方程和非线性光学晶体倍频时满足的相位匹配条件。结果 在激光二极管双端泵浦Nd：YVO4腔内倍频绿光激光器的实验中，对于两种不同匹配方式倍频的LBO晶体的倍频特性进行了研究。采用I-类角度位相匹配晶体倍频时，抽运光功率约为26W时，获得了最大输出为4．2W的稳定基模绿光，光．光转换效率达到18％；采用I-类非临界位相匹配晶体倍频时，抽运光功率约为28．9W时，获得了8W稳定的基模绿光输出，光．光转换效率达到31％。结论 通过对于LBO晶体倍频特性的理论分析与实验研究，使Nd：YVO4／LBO激光器获得了较高的输出功率和具有较高的转换效率。     

中国科学院理化技术研究所陈创天院士来大连民族学院讲学

应大连民族学院光电子技术研究所邀请,中国科学院理化技术研究所陈创天院士日前来校进行了学术交流和访问。陈创天院士是国际知名的晶体材料科学家,他提出的“晶体非线性光学效应的阴离子基团理论”在国内外学术界得到很高评价,并成功地用于指导新型非线性光学材料的探索研究。他领导的研究组和合作者相继发明了被誉为“中国牌晶体”的非线性光学晶体BBO、LBO。其中BBO晶体曾获中科院科技进步特等奖、LBO晶体获中科院发明一等奖和国家发明一等奖。陈创天院士与相关研究组合作,使用KBBF棱镜耦合技术,在国际上首次实现了Nd:YVO4激光的6倍频谐波光(177.3nm)和Ti:Sapphire激光的5倍频谐波光(156.0-160.0nm)输出等。来访期间,校长刘玉彬、科技处处长段晓东和理学院院长王立冬、理学院副院长刘东平等会见了陈创天院士,并对双方的进一步合作进行了探讨。陈创天院士还参观了学校光电子技术研究所各实验室,与理学院师生进行了广泛的学术交流,并为广大师生作了一场题为“非线性光学晶体和紫外、深紫外谐波光的产生及应用”的学术报告。中国科学院理化技术研究所陈创天院士来大连民族学院讲学$光电子技术研究所     

多元晶体非线性光学系数的计算-双原子键三中心静电模型的应用

本文应用双原子键三中心静电模型,导出了单键线性极化率的表达式,从而提供了计算多元复杂晶体二阶非线性光学系数的半经验方法;应用该方法计算了A~ⅠB~ⅡC_2~Ⅲ(如CuGaS_2、AgGaS_2、AgInSe_2等)、A~ⅡB~ⅣC_2~Ⅴ(如ZnSiAs_2、CdGeP_2、CdGeAs_2)、以及KH_2PO_4、LiNbO_3、LiTaO_3等复杂晶体的二阶非线性光学系数d_(ijk),计算值与实验测定值基本相符。     

K2Al2B2O7(KABO)晶体的倍频性质

研究了KABO晶体的倍频性质 ,包括相位匹配角、非线性光学系数、容限角、走离角等 .当基频光为 6 .5mJ的10 6 4nm皮秒激光时 ,KABO晶体的倍频输出为 1.92mJ,相应转换效率为 2 9.5 % ,其有效非线性光学系数约为 0 .4pm V .     

半抛物量子阱中的二阶光学非线性

用紧致密度矩阵和弛豫时间近似方法,研究在非对称半抛物量子阱中的二阶光学非线性．该非线性是由子能带间的共振跃迁引起的,在波长为１０．６μｍ时,光学整流系数可达０．１０４ｍｍ／Ｖ（比ＧａＡｓ晶体中高１０５倍）,二次谐波产生系数可达３．１μｍ／Ｖ（比ＧａＡｓ晶体中高１０４倍）．在相同条件下,比阶梯阱模型的结果大一个数量级,比“极化球”模型的结果大两个数量级．     

PbTiO3薄膜的非线性光学性质研究

用射频磁控溅射系统在α-Al2O3衬底上制备了具有钙钛矿结构的PbTiO3薄膜. 用光学透射测量方法得到了该薄膜材料的基本光学常数(带隙、线性折射率、线性吸收系数). 利用Z-扫描技术确定的非线性折射系数n2的符号及大小为-2.8×10-7esu,双光子吸收系数为51.8cm/GW.这些结果表明PbTiO3铁电薄膜在非线性光学上具有潜在的应用前景.     

新型Nd:GdCOB晶体的非线性光学参数计算

讨论激光非线性复合功能晶体Nd:GdCOB的非线性光学性质．计算了1 064 nm的倍频 (SHG)、1 061 nm的自倍频(SFD)和808 nm与1 061 nm的自和频(SSFM)时的最佳相位匹配方向和相 关非线性系数,结果显示Nd:CdEOB的SHG、SFD和SSFM一类相位匹配方向不在主平面而是分别 位于(θ=66°,φ=132．5°)、(θ=66°,φ=132．3°)和(θ=68°,φ=117．7°),相应的有效非线性光学系 数deff分别为0．561 0、0．559 0和0．422 8 pm／V．     

杂多酸电荷转移盐的制备,表征及非线性光学性质研究：H3PMo1 …

以Ｈ３ＰＭｏ１２－ｎＷｎＯ４０．ｍＨ２Ｏ和六次甲基四胺为原料合成了一系列电荷转移盐,并用元素分析,红外光谱,电子光谱进行了表征。红外光谱和漫反射电子光谱研究表明在固体中阴离子和有机阳离子之间存在强的相互作用;非线性光学性质研究表明,随着化合物分子内钨取代数的增多,化合物二阶倍频效应增强,三阶非线性系数增大。     

低对称非线性光学晶体Ca4RO（BO3）3（R=Gd,Y）的研究与进展

介绍了新型非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3(R=Gd,Y)的基本性质,综述了该晶体的研究现状,并对它们在非线性光学领域的发展前景进行了展望。     

深紫外非线性光学晶体的研究进展

深紫外(吸收边<200 nm,带隙>6.2 eV)非线性光学材料主要应用于激光系统、阿秒脉冲产生、半导体制造和光刻等.本文从晶体结构、禁带宽度、倍频效率、激光损伤阈值和双折射率等方面对已报道的无机深紫外非线性光学材料进行了综述,并按晶体结构中阴离子基团的构成元素进行了分类介绍,包括硼酸盐晶体、铍硼酸盐、氟硼酸盐、磷酸盐...     

3种光学品体Ⅱ型相位匹配光参量放大特性的比较研究

分别利用Nd:YAG激光的倍频、三倍频和四倍频谐波脉冲为泵浦光源,对3种非线性光学晶体K2Al2O7(KABO),CsLiB6O10(CLBO),β-Ba<2O4(BBO)产生激光Ⅱ型非线性光参量放大相位匹配特性进行了理论计算和分析,讨论了共线以及非共线情况,计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度.计算结果对3种晶体用于Ⅱ型相位匹配光参量放大提供了理论依据.     

新颖深紫外二阶非线性光学材料的研究进展

深紫外非线性光学晶体在光刻、微加工及高分辨光电能谱仪等领域有重要的应用．本文将深紫外非线性光学材料按其结构基元的几何特点分为π共轭体系(硼酸盐、碳酸盐和硝酸盐)和非π共轭体系(磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐)2大类，并总结和讨论了各类材料的晶体结构、线性和二阶非线性光学性能以及设计合成策略．希望能为探索新一代深紫外非线性光学材料提供有益的帮助．      

低对称非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3(R=Gd,Y)的研究与进展

介绍了新型非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3(R=Gd,Y)的基本性质.综述了该晶体的研究现状,并对它们在非线性光学领域的发展前景进行了展望.     

席夫碱衍生物二阶非线性光学性质的理论研究

以量子化学半经验方法AM1优化构型为基础,利用ZINDO/CI方法研究了两种带有不同取代基的席夫碱分子的电子光谱,同时利用ZINDO/CI-SOS程序计算了它们的二阶非线性光学系数β值,从而探索分子结构与电子光谱及非线性光学性质的关系.理论计算结果表明：在给体受体基团嵌入席夫碱后,其二阶非线性光学系数增大.与席夫碱共轭分子的比较表明,引入给体受体基团的体系有很好的二阶非线性光学性质,可能成为较好的光学材料.     

紫外非线性光学晶体K2Al2B2O7混频特性分析

研究了新型紫外非线性光学晶体K2Al2B2O7(KABO)的频率变换特性,从理论上分析了KABO晶体混频相位匹配角、有效非线性系数、光波走离角、允许角和允许波长等参量与光波长参数之间的关系.这对新型KABO晶体用于产生紫外激光的实验研究提供了理论依据.