Sindziango fizinių ir cheminių technologijų institutas daro pažangą lazerio pažeidimams atsparių plačiajuosčio infraraudonųjų spindulių netiesinių optinių medžiagų tyrimuose

Kaip pagrindinis lazerio dažnio konvertavimo įrenginys, infraraudonųjų spindulių netiesiniai optiniai kristalai yra plačiai naudojami kietojo kūno lazeriuose. Dabartiniai komerciniai vidutinio ir tolimojo infraraudonųjų spindulių netiesiniai optiniai kristalai daugiausia apima tokius junginius kaip AgGaS2, AgGaSe2 ir ZnGeP2 su deimantinėmis struktūromis. Tačiau dėl atitinkamų būdingų veikimo defektų, tokių kaip žemas lazerio pažeidimo slenkstis ir dviejų fotonų sugertis dėl mažo dažnių juostos tarpo, šios medžiagos nebegali visiškai patenkinti dabartinių infraraudonųjų spindulių lazerinių technologijų plėtros poreikių. Skubiai reikia sukurti plačios juostos infraraudonųjų spindulių netiesines optines medžiagas, pasižyminčias puikiu našumu.
Su Nacionalinės jaunųjų talentų programos, Kinijos nacionalinio gamtos mokslų fondo ir Sindziango autonominio regiono gamtos mokslų fondo finansine parama Kinijos mokslų akademijos Sindziango fizinės ir cheminės technologijos instituto Kristalinių medžiagų tyrimų centro mokslininkai sukūrė ir susintetino du plačios juostos infraraudonųjų spindulių netiesinių optinių medžiagų, Rb2CdSi4S10 ir Na3SiS3F, pavyzdžius, naudodami [Si4S10] supertetraedrinius substratus ir [SiS3F] mišrius anijoninius tetraedrinius substratus. Šių dviejų junginių juostos tarpai yra atitinkamai 4,23 eV ir 4,75 eV, kur Rb2CdSi4S10 turi vidutinį multiplikacinį poveikį: 0,6 × AGS; žalos riba yra apie 5 × AGS. Teorinių skaičiavimų rezultatai rodo, kad [Si4S10] supertetraedrinė matrica ir [SiS3F] mišri anijoninė tetraedrinė matrica gali efektyviai padidinti sieros junginių juostų tarpus. Rezultatai rodo, kad [Si4S10] supertetraedrinis substratas ir [SiS3F] mišrus anijoninis tetraedrinis substratas gali veiksmingai padidinti sieros junginių juostos tarpą, o tai yra nuoroda į pažeidimams atsparių plataus diapazono infraraudonųjų netiesinių optinių medžiagų projektavimą.
Rezultatai buvo paskelbti atitinkamai Materials Horizons (Mater. Horiz. 2023, 10, 619) ir Advanced Optical Materials (Adv. Opt. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adom. 202300736.). Rezultatai pateikiami tolesniuose straipsniuose. Jiazheng Zhou, mokslų daktaras. studentas, yra pirmasis šių dviejų darbų autorius, o Junjie Li ir Shili Pan yra atitinkami autoriai.