Netiesiniai optiniai kristalai turi svarbių pritaikymų lazerių mokslo ir technologijų srityse, tokiose kaip litografija, ryšiai, mikroapdirbimas ir lazerinis ekranas. Fazių suderinimas yra būtina sąlyga, kad netiesiniai optiniai kristalai galėtų efektyviai konvertuoti, o tradiciniai netiesiniai optiniai kristalai paprastai yra pagrįsti dvigubo lūžio principu, kad būtų galima suderinti fazes. Tačiau giliojoje ultravioletinėje (UV) juostoje, kur bangos ilgis yra mažesnis nei 200 nm, daugybei netiesinių optinių kristalų sunku realizuoti dvejopą fazių atitikimą dėl mažo jų dvigubo lūžio. Kvazifazių derinimo technika realizuoja efektyvią oktavos šviesos išvestį sukonstruodama struktūrą, kurioje netiesiniai koeficientai periodiškai keičiasi kristale, kad energija nuolat tekėtų iš pagrindinio dažnio šviesos į oktavos šviesą. Palyginti su dvipusio lūžio fazių suderinimu, šis metodas turi pranašumų, nes nepasikliauja medžiagos dvigubu lūžiu, atitinka plačią bangos ilgio juostą ir gali panaudoti maksimalų netiesinį medžiagos koeficientą. Tačiau netiesiniai optiniai kristalai, tinkami kvazifazių suderintam išėjimui giliojoje ultravioletinėje juostoje, vis dar yra labai reti.
Neseniai tyrėjai Zhao Sangen & Luo Junhua iš Fudziano medžiagų ir konstrukcijų instituto, Kinijos mokslų akademijos (FIMSTEC) sėkmingai užaugino colio dydžio skaidrius LiNH4SO4 pavienius kristalus vandeniniame tirpale ir patvirtino LiNH4SO4 kristalų feroelektrumą naudojant elektrinę histerezės kilpą ir kintamą temperatūrą. netiesinis optinis testas ir tt LiNH4SO4 kristalai pasižymi dideliu feroelektrumu ir dideliu netiesiškumo laipsniu. Vieno domeno LiNH4SO4 pavyzdžiai buvo sėkmingai gauti taikant vienkryptę poliarizacijos įtampą, o LiNH4SO4 kristalų perdavimo diapazonas yra net 171 nm, vidutiniai antros eilės netiesiniai optiniai koeficientai (0,33 pm/V), ir be žalos gali atlaikyti iki 1,47 GW/cm{18}} lazerio spinduliuotę. Nuo bangos ilgio priklausomas LiNH4SO4 lūžio rodiklis buvo tiksliai nustatytas, o LiNH4SO4 dispersijos lygtis pritaikyta minimalaus deformacijos kampo metodu, o rezultatai rodo, kad LiNH4SO4 lūžio rodiklio dispersija yra labai maža, todėl susidaro pirmos eilės kvazi. 1,4 µm kristalo fazių atitikimo periodas, kai šviesos bangos ilgis yra dvigubai didesnis – 177,3 nm. Pirmiau pateikti rezultatai rodo, kad LiNH4SO4 yra stiprus kandidatas giliai ultravioletinių spindulių lazerio dažnio konvertavimui. Pirmųjų principų skaičiavimų rezultatai rodo, kad netiesinis optinis atsakas ir platus LiNH4SO4 perdavimo diapazonas daugiausia atsiranda dėl SO42-tetraedrinių motyvų indėlio, o jo mažesnė lūžio rodiklio dispersija daugiausia yra dėl labai lokalizuoto LiNH4SO4 pobūdžio. Li+ ir NH4+ katijonai ir SO42- motyvų elektronai LiNH4SO4 kristale. Šis atradimas yra veiksmingas būdas sukurti giliai ultravioletinius kvazifazius suderintus netiesinius optinius kristalus.
Dr. Yipeng Song, Kinijos mokslų akademijos universiteto doktorantas, yra pirmasis šio straipsnio autorius, o asocijuotasis tyrėjas Bingxuanas Li iš Fizikos ir struktūrų instituto Fudziane (Kinija) yra vienas iš šio straipsnio autorių. popierius.
1 paveikslas (a) Dvigubai lūžtančios fazės suderintos ir beveik fazės suderintos palyginimas; (b) LiNH4SO4 kristalas feroelektrinėje fazėje; c) cis-elektrinės fazės kristalinė struktūra
2 pav. (a) LiNH4SO4 kristalai, išauginti sėklinių kristalų kryptimi (b) kryptimi; c) LiNH4SO4 kristalai su kintamos temperatūros netiesinės optikos bandymu; d) kintamos temperatūros netiesinės optikos ciklo bandymas; e) LiNH4SO4 kristalų PE ir JE kreivės esant 413 K; g) LiNH4SO4 kristalų feroelektrinių domenų 180 laipsnių vaizdas; h) Vieno domeno LiNH4SO4 kristalai
3 pav. (a) LiNH4SO4 kristalo giluminio UV pralaidumo spektras; (b) LiNH4SO4 kristalų kūrėjo juosta; c) optinis mikroskopinis LiNH4SO4 kristalo vaizdas, kai jis buvo pažeistas nanosekundiniu lazeriu (d) prieš ir po (e); Trikampė prizmė, naudojama LiNH4SO4 lūžio rodikliui nustatyti. e) Šviesos sklidimas (100) kryptimi; f) šviesos pratekėjimas (001) kryptimi; (g) (h) LiNH4SO4 kristalo lūžio rodiklio dispersijos lygtis; i) LiNH4SO4 kristalo optinio indekso kūnas, esant 532 nm
4 pav. LiNH4SO4 kristalų sumos ir skirtumo dažnių procesų pirmos eilės kvazifazių derinimo ciklai
5 pav. LiNH4SO4 elektroninės energijos juostos struktūra; b) LiNH4SO4 būsenų tankio / dalinio būsenų tankio diagrama; (c) LiNH4SO4 HOMO; d) LiNH4SO4 LUMO
