A Xinjiang Fizikai és Kémiai Technológiai Intézet előrehaladást ért el a lézersérülésekkel szemben ellenálló, szélessávú infravörös nemlineáris optikai anyagok kutatásában

A lézerfrekvencia-átalakítás kulcsfontosságú eszközeként az infravörös nemlineáris optikai kristályok széles körben alkalmazhatók a szilárdtestlézerekben. A jelenlegi kereskedelmi közép- és távoli infravörös nemlineáris optikai kristályok főként olyan vegyületeket tartalmaznak, mint az AgGaS2, AgGaSe2 és ZnGeP2 gyémántszerű szerkezettel. Azonban a megfelelő belső teljesítményhibáik miatt, mint például az alacsony lézersérülési küszöb és az alacsony sávszélesség által okozott kétfotonos abszorpció, ezek az anyagok már nem képesek teljes mértékben kielégíteni a jelenlegi infravörös lézertechnológia fejlesztési igényeit. Sürgősen szükség van kiváló teljesítményű, széles sávú infravörös nemlineáris optikai anyagok kifejlesztésére.
A Nemzeti Fiatal Tehetségek Program, a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány és a Hszincsiang Autonóm Régió Természettudományi Alapítványa pénzügyi támogatásával a Kínai Tudományos Akadémia Xinjiang Fizikai és Kémiai Technológiai Intézetének Kristályanyagkutató Központjának kutatói megtervezték. és két példát szintetizáltak széles sávú infravörös nemlineáris optikai anyagokra, az Rb2CdSi4S10-ra és a Na3SiS3F-re, [Si4S10] szupertetraéderes szubsztrátumok és [SiS3F] vegyes anionos tetraéderes szubsztrátok felhasználásával. E két vegyület sávszélessége 4,23 eV, illetve 4,75 eV, ahol az Rb2CdSi4S10 mérsékelt multiplikatív hatással rendelkezik: 0,6 × AGS; a kárküszöb körülbelül 5 × AGS. Az elméleti számítások eredményei azt mutatják, hogy a [Si4S10] szupertetraéderes mátrix és a [SiS3F] vegyes anionos tetraéderes mátrix hatékonyan növelheti a kénvegyületek sávréseit. Az eredmények azt mutatják, hogy a [Si4S10] szupertetraéderes szubsztrát és a [SiS3F] vegyes anionos tetraéderes szubsztrát hatékonyan növelheti a kénvegyületek sávrését, ami referenciaként szolgál a sérülésálló, szélessávú infravörös nemlineáris optikai anyagok tervezéséhez.
Az eredményeket a Materials Horizons (Mater. Horiz. 2023, 10, 619) és az Advanced Optical Materials (Adv. Opt. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adom. 202300736.) folyóiratban tették közzé. Az eredményeket a következő közlemények mutatják be. Jiazheng Zhou, Ph.D. diák, e két dolgozat első szerzője, Junjie Li és Shili Pan pedig a megfelelő szerzők.