【仪表网 研发快讯】深紫外(DUV，λ<200nm)全固态激光器作为现代科学研究与工业生产的关键工具，在材料分析、光刻等领域应用广泛。其商业化应用高度依赖性能优异的非线性光学(NLO)晶体，但这类晶体的研发受限于严苛的应用条件，需同时具备大倍频响应、合适双折射和宽禁带等平衡光学特性。长期以来，硼酸盐因优异的深紫外透射性能成为研究热点，虽已开发出β-BBO、LBO等材料，但多数无法通过直接倍频实现深紫外相位匹配。氟化硼酸盐体系凭借结构多样性和优异性能脱颖而出，然而现有材料如KBBF存在层状生长习性和原料毒性等缺陷，且含链状聚合[BO3]3-基团的深紫外非线性光学晶体极为稀缺，如何通过结构设计实现功能单元的有序排列，成为突破深紫外非线性光学材料性能瓶颈的关键问题。
 

　　新疆理化所研究团队提出氟化多面体与平面B-O基团协同组装的结构设计策略，利用氟化多面体的“剪切”效应和定向聚合能力，实现π共轭功能单元的一致排列，成功合成系列碱金属氟化硼酸盐KABF、RABF和CABF。该研究创新性在于通过氟化多面体调控平面B-O单元取向，构建出含1∞[BO2]链的新型结构，其中[BO3F]4-四面体与链状聚合[BO3]3-单元协同组装，形成平行排列的2∞[B4O6F]层状结构。材料表现出卓越性能：倍频响应达1.6-1.7×KDP(1064nm)和0.4-0.5×BBO(532nm)，最短I类相位匹配波长低至161.5-168.6nm，紫外截止边<190nm。该策略突破了链状聚合[BO3]3-单元构建与非中心对称结构组装的控制难题，通过阳离子调控实现结构柔性适配，展现出氟化硼酸盐体系的结构稳定性与多样性。这项研究不仅为深紫外非线性光学晶体提供了高性能候选材料，更确立了氟化多面体与聚合BO3单元协同作用的设计范式，为下一代无铍、低毒性深紫外非线性光学材料的研发开辟了新路径，推动相关激光技术向更高精度、更广泛应用场景发展。
 

　　该研究论文以“Constructing Deep-Ultraviolet Nonlinear Optical Crystals via Synergistic Combination of Fluorinated Polyhedra and Polymerized BO3 Units”为题，发表在材料领域权威期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。博士研究生苏洪康为第一作者，张敏研究员和潘世烈研究员为通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划、“天山英才”培养计划、中国科学院战略性先导科技专项及自治区项目的资助。