[B3O6]基团调控稀土硼酸盐氟化物结构实现先进紫外非线性光学晶体突破

《Advanced Functional Materials》：Unlocking Advanced UV NLO Crystals in Rare-Earth Metal Borate Fluorides via [B3O6]-Mediated Structural Modulation

本研究针对短波长非线性光学晶体开发难题，通过协同优化策略成功设计并制备了K2GdB3O6F2、Rb2LuB3O6F2和Cs2LuB3O6F2三种新型稀土硼酸盐氟化物。研究发现[B3O6]基团可有效调控结构对称性，其中Cs2LuB3O6F2展现出1.5×KDP的倍频效应及202 nm相位匹配波长，为Nd:YAG激光五倍频实现213 nm相干光输出提供了新方案。

　　

在短波长非线性光学晶体开发这一重要研究领域，研究人员通过协同优化策略成功设计出三种新型稀土金属硼酸盐氟化物。这些晶体材料通过优势官能团的协同组装实现理性构建，其中结构演变过程揭示出[B₃O₆]基团对稀土金属多面体配位环境的敏感性，从而有效调控晶体对称性。值得注意的是，所有目标化合物的截止边均小于200纳米，特别是Cs₂LuB₃O₆F₂展现出1.5倍于KH₂PO₄的显著倍频效应。研究还证实Rb₂LuB₃O₆F₂和Cs₂LuB₃O₆F₂的I类相位匹配波长分别达到210纳米和202纳米，这意味着它们能够通过钕掺杂钇铝石榴石激光器的五次谐波产生过程直接输出213纳米相干光。该研究通过探索[B₃O₆]基团对配位环境的响应机制，为短波长非线性光学材料的创新发展提供了重要理论依据。