报告人简介:潘世烈,理学博士,研究员,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,第二批国家“万人计划”科技创新领军人才,百千万人才工程国家级人选,中国科学院高层次人才计划入选者,国务院特殊津贴专家,英国皇家化学会会士。现任中国科学院新疆理化技术研究所所长、中国科学院“特殊环境功能材料与器件”重点实验室主任。目前主要从事无机光电功能晶体材料研究。先后在Nature; Nat. Photonics; Nat. Commun.; Chem. Rev.; Acc. Chem. Res.;Adv. Mater.; J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.等刊物上发表SCI论文700余篇,论文被引用30000余次,33篇论文入选“ESI”高被引论文。授权中、美、英、日等国专利100余件。应邀担任激光与光电子学进展副主编、人工晶体学报副主编、ACS Applied Optical Materials、The Innovation、Science China Materials、Journal of Solid State Chemistry国际编委和Chinese Journal of Structural Chemistry、硅酸盐学报等期刊编委。曾获新疆科学技术奖特等奖(1项)、新疆专利特等奖(1项)、新疆自然科学奖一等奖(2项)、新疆科技进步奖一等奖(3项)、中国青年科技奖(1项)、中国科学院青年科学家奖(1项)等。
报告摘要: 深紫外非线性光学晶体作为产生短波相干光源技术的核心器件,其探索和生长具有重要的研究意义。制备深紫外非线性光学晶体材料关键科学问题在于有效的实现带隙、非线性光学系数、双折射率三个关键性能参数之间的平衡。前期研究表明F原子引入硼酸盐体系不仅有利于紫外截止边蓝移,还易形成以F原子为中心的畸变多面体,导致大的倍频增益,同时增加光学各向异性,提高双折射率。基于此我们提出具有[BO4‒xFx](x = 1,2,3)基团的氟化硼酸盐可以作为探索紫外、深紫外非线性光学晶体材料的优选体系。在该思路的指导下,我们成功设计合成出一系列综合性能优异的氟化硼酸非线性光学晶体AB4O6F (A= NH4, K, Rb, Cs, K/Cs, Rb/Cs)和MB5O7F3 (M = Ca, Sr, Mg),这类材料突破了深紫外非线性光学材料“宽透过率-大有效倍频系数-合适双折射率”各性能指标之间的限制,打破深紫外瓶颈,是非常有前景的深紫外非线性光学晶体。
其中,NH4B4O6F(ABF)晶体性能优异:深紫外截至边155nm, 在386→193 nm和355→177.3 nm处,ABF的有效倍频系数分别为0.63和0.47 pm V⁻¹,最短有效倍频输出波长达158.9 nm,晶体损伤阈值为6.2 GW/cm2 (1064 nm, 8 ns),Nd:YAG激光直接六倍频输出177 nm最高能量为5.02 mJ,光-光转换效率8.1 %。ABF晶体是潜在的深紫外非线性光学晶体材料。