非線性光學(xué)晶體是一種重要的光電信息功能材料，在頻率轉(zhuǎn)換、光參量振蕩、電光調(diào)制和通訊等現(xiàn)代技術(shù)中扮演著越來越重要的角色。目前，能夠產(chǎn)生可見、紫外光的非線性光學(xué)晶體，如KTiOPO4 (KTP)，LiB3O5 (LBO)和CsLiB6O10 (CLBO)已能基本滿足實際應(yīng)用。

在紅外波段，雖然有AgGaS2，ZnGeP2等比較成熟的商業(yè)化晶體，然而生長具有高光學(xué)質(zhì)量的單晶比較困難，同時其低的激光損傷閾值和嚴(yán)重的雙光子吸收都限制了其廣泛的應(yīng)用。因此，探索具有優(yōu)異性能的紅外非線性光學(xué)材料成為光電功能材料的一個重要方向。中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所中科院特殊環(huán)境功能材料與器件重點實驗室潘世烈研究團隊近年來致力于新型紅外非線性光學(xué)晶體的研究。

經(jīng)過系統(tǒng)的研究，科研人員發(fā)現(xiàn)M2LiVO4 (M = Rb, Cs)是兩個性能優(yōu)異的中紅外非線性光學(xué)晶體材料。這兩個化合物都具有寬的透過范圍，較大的非線性系數(shù)（粉末倍頻Rb2LiVO4為4×KDP和Cs2LiVO4為5×KDP，并且都能夠相位匹配）和強的激光損傷閾值。

值得一提的是，這兩個化合物都是同成分熔融的化合物，比較容易生長出高光學(xué)質(zhì)量的大尺寸單晶，這意味這種兩個晶體在中紅外波段具有潛在的應(yīng)用價值。此外，通過第一性原理計算，科研人員發(fā)現(xiàn)在這兩個化合物的結(jié)構(gòu)基元中，VO4基團為這兩種化合物倍頻效應(yīng)的主要來源。

CsLiVO4的透過窗口(a)和(b)，以及其漫反射(c)和倍頻效應(yīng)(d)

該研究成果發(fā)表于《科學(xué)報告》（Scientific Reports）。相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院“西部之光”項目等項目資助。