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新疆理化所大雙折射晶體研究取得進展

發布時間:2021/9/28 17:03:27編輯:Ma Liang
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  雙折射晶體是制備偏振器、光隔離器、環形器、相位延遲器等器件的關鍵材料,被廣泛應用于激光偏光技術、偏光信息處理、高精度科研儀器等領域。目前,α-BaB2O4作為綜合性能最優秀的紫外雙折射晶體,其雙折射率小于YVO4和TiO2,影響光學器件的小型化。因此,設計探索具有大雙折射率的紫外雙折射晶體尤為重要。與π-共軛基元[BO3]、[CO3]、[NO3]相比,極性小或無極性的非π-共軛基元[PO4]不利于產生大雙折射率,因此,在磷酸鹽體系中設計大雙折射晶體是一個挑戰。
  針對設計磷酸鹽大雙折射晶體的難題,中國科學院新疆理化技術研究所研究員潘世烈團隊以利于產生大光學各向異性的KBe2BO3F2層為結構模板,將具有孤對電子效應的[SnOX]多面體和[PO4]進行組裝,設計制備出毫米級Sn2PO4I晶體,并對該晶體進行了光學性能測試,有趣的是,Sn2PO4I的雙折射率大于等于0.664 @546 nm,超過目前已報道硼酸鹽、磷酸鹽晶體的雙折射率,是商業化雙折射晶體YVO4的2.2倍,打破了在磷酸鹽體系中設計大雙折射晶體的壁壘。理論計算分析表明,一致排列的[SnOI]多面體是其大雙折射率的主要來源。同時,該研究基于SCB模型分析了19例含Sn2 硼酸鹽和磷酸鹽中孤對電子對雙折射率的貢獻,發現Sn2PO4I的孤對電子化學立構活性更加明顯,而且孤對電子排列方向較好。
  Sn2PO4I晶體除了具有大的雙折射率,該晶體還具有較低的生長溫度、良好的化學穩定性,有望在偏振器、光隔離器等光學器件中得到應用,為未來探索大雙折射材料提供了可行有效的方法。該研究成果發表在《德國應用化學》上。
 

微信號:ayiwangapp17

(來源: 中國科學院科技產業網 )

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