激光光源：我国短波长非线性光学材料研制成功

2013-08-07 09:30

　　——非线性光学是随着激光技术的出现而发展形成的一门学科分支，是近代科学前沿最为活跃的学科领域之一。数十年间，非线性光学在基本原理、新型材料的研究、新效应的发现与应用方面都得到了巨大的发展，成为光学学科中最活跃和最重要的分支学科之一。

　　1960年Maiman制成了世界上第一台红宝石激光器，人们对于光学的认识发生了重大变化。在高强度的激光作用到介质体系时，人们在大量的不同材料中都观察到与常见光学效应截然不同的现象，如介质的折射率和吸收系数会随光电场强度的变化而变化，这些新现象需要用非线性光学的基本原理予以解释。

　　自上个世纪60年代至今，非线性光学不断发展，一些重要的非线性光学效应相继被发现，新型的非线性光学晶体材料的试制成功，皮秒激光器件的广泛使用以及飞秒激光器的研究，使得利用超快脉冲进行非线性光学的研究得到重大推进，取得许多新的科研成果。非线性光学的应用离不开非线性光学(NLO)材料，它能实现光波频率转换，这种能力为实现全光学计算、开关和远距离通信提供了可能。本文就非线性光学材料的种类、发展、应用及前景作一综合回顾。

近日中科院新疆理化技术研究所科研人员成功设计合成了富硼硅酸盐Cs2B4SiO9，从而为新型短波长非线性光学材料的研究提供了新体系。相关成果以通讯形式发表于《德国应用化学》杂志。

　　据了解，短波长非线性光学材料作为激光光源，因其波长短、能量更集中、分辨率更高而在高密度光盘存储、物质表面改性、激光精密加工等工业领域和紫外线造影、细胞解析等医学领域有着重要应用。关于该光学材料的研究，已成为当前的热点。

　　此次研究人员在阴离子基团理论研究的基础上，将B-O框架中引入刚性基团SiO4，刚性的SiO4迫使B-O框架发生较大畸变，从而使材料产生大的非线性光学效应。

　　研究测试发现，该晶体紫外吸收截止边短于190纳米，能够实现相位匹配，并具有合适的倍频效应，物化性能稳定，是一种潜在的短波长非线性光学材料。