侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

探索硼酸盐非线性光学晶体的艰难历程

2013-03-09 00:03
小伊琳
关注

  1 我与非线性光学晶体的结缘过程

  1962年夏季,陈创天院士从北京大学物理系毕业,被分配到福州的中国科学院华东物质结构研究所,专门从事物质的微观结构(原子,分子层次)和宏观性能之间的相互关系方面的研究。所内只有一名教授,就是后来成为中国科学院院长的卢嘉锡教授,还有2~3名助理研究员,其余就是来自五湖四海的年轻的大学毕业生。由于陈创天是学理论物理的,但该研究所属化学类型研究所,因此陈创天的知识结构必须“化学化”,才能做出成绩来。于是从1962年11月到1965年上半年,陈创天整整花了三年时间,学习有关理论化学方面的知识,例如结构化学、量子化学、X射线晶体学、群表示理论在化学中的应用等。由于研究所初建,加上我国三年困难时期刚过,研究所的大部分设备都未到位,因此分配给陈创天的实验工作,极其有限,使陈创天在这三年中,享受了大部分自由时间,学习各种基础知识,从而为以后的研究工作打下了坚实的物理、化学方面的基础。

  从1965年开始,随着国家经济形势的好转,研究所的科研设备也开始陆续到位,于是卢嘉锡教授开始要求陈创天确定研究课题。当时的物构所,主要有两个研究方向,一个是结构化学,另一个是晶体材料。由于陈创天来自北京大学物理系,选题很自然看中单晶材料的结构与性能相互关系的研究。当时的物构所单晶材料有两类:一类是激光基质晶体,例如Nd∶YAG单晶生长;另一类就是非线性光学晶体,例如水溶液生长的KDP(KH2PO4),ADP(NH4H2PO4)等。对于选择何种晶体作为研究的突破口,陈创天做了认真地分析,从大量文献阅读中了解到,掺杂型激光基质晶体的激光性质,例如发光截面、荧光寿命等,大部分决定于掺杂离子的激发态性质,它们基本上和基质晶体的结构关系不大,因此很难从基质晶体的电子结构计算中进行评估,从而需要大量实验测量,这在当时的物构所是没有条件的。

  反观非线性光学晶体,它们的宏观性能,如倍频系数、双折射率等决定于单晶的基本结构,确定单晶的空间结构是当时物构所的强项,因为卢嘉锡教授本身就是结构化学专家,当时国内最好的X射线单晶结构测定设备之一也在物构所。而陈创天本身,具有理论物理专业背景,加上三年理论化学方面的学习,从事单晶电子结构计算是强项。于是在1965年下半年,经过半年多的调研和思考,陈创天向卢嘉锡教授阐述了他的选题:非线性光学晶体的宏观性能和微观结构之间的相互关系研究,并很快得到了卢嘉锡的肯定。                                                                                                      

  当陈创天认真思考如何使用量子化学局域化轨道理论方法(在当时的条件下,没有计算设备可从事晶格能带理论计算)计算晶体的倍频系数时,文革开始了,所内科研秩序完全打乱,很多实验工作被迫停顿。幸运的是,卢嘉锡教授属中央保护对象,很快受到省军区保护,因而文化大革命也没有冲击到他们这一批年轻人。由于陈创天是做理论计算的,虽然实验室被封闭,但他可以把仅有的一台手摇计算器搬到家中,开始了每天12个小时的计算工作。就这样,他整整花了一年的时间,靠一台手摇计算器,完成了空间结构非常简单的BaTiO3晶体的倍频和电光系数计算,结果还是很不错的。然而在当时的情况下,结果出来后既不能讨论,也不能发表。在BaTiO3晶体倍频系数计算的基础上,他进一步使用群表示理论的方法,计算出LiNbO3,KNbO3,Ba2NaNb5O15(简称BNN)等晶体的倍频系数,不久又完成了αLiIO3晶体的倍频系数。在此基础上,初步形成了目前已被国内外科学界广泛认可的晶体非线性光学效应的阴离子基团理论。这一理论的提出,使他们能够按照基团结构的分类方法,系统地进行新型非线性光学晶体探索,从而为今后硼酸盐非线性光学晶体的发现打下了理论基础。

1  2  3  4  5  6  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号