半導體激光器泵浦的固態激光器(LDPSSL)顧名思義是以 LD 或者 LD 陣列(Laser Diode Array，簡寫 LDA)作為泵浦源，以固體激光材料作為增益介質的激光產生裝置。這種激光器核心部件沒有液體(如染料、水等)或者氣體(如一些惰性氣體)，常被稱為全固態(或全固體)激光器(All Solid State Laser)。全固態激光器(DPL)具有體積小、重量輕、效率高、性能穩定、可靠性好、壽命長、光束質量高等優點，市場需求十分巨大。
 

　　短波紫外非線性光學晶體作為調諧激光頻率的重要器件，在全固態激光器中頗具應用價值。非線性光學晶體是一種功能材料，其中的倍頻(或稱“變頻”)晶體可用來對激光波長進行變頻，從而擴展激光器的可調諧范圍。
 

　　由π和/或非π共軛硼氧陰離子組成的硼酸鹽，具有豐富的結構化學和性質可調性，已成為探索新型短波紫外非線性光學晶體的優選體系。硼酸鹽結構中常見的結構類型是零維陰離子框架。其中，π共軛的B-O簇是研究熱點。[B3O6]簇相較于[BO3]基元，具有更大的超極化率和極化率各向異性，是實現大倍頻和適中雙折射率的優秀功能“基因”。統計表明，在所有僅含孤立[B3O6]簇的硼酸鹽中，90%以上的最大二面角為零。其中，[B3O6]基元是嚴格平行排列的。其余均為近平面排列，最大二面角均小于13°，這意味著在系列硼酸鹽中，[B3O6]團簇內部和團簇之間的結構特征被固定為平面或近平面構型。然而，對于短波紫外非線性光學晶體，理想的雙折射率標準是“適中”，以避免非相位匹配(過小)和走離效應(過大)。
 

　　近幾日，中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心研究團隊通過陽離子和鹵素陰離子的協同調控作用，合成系列硼酸鹽鹵化物非線性光學晶體Ca2B3O6X(X = Cl，Br)。Ca2B3O6X(X = Cl，Br)具有平衡的光學性能，如大的倍頻效應(1.5-2×KDP)、適中的雙折射率(0.056-0.060@1064 nm)和較小的走離角(2.07°)。此外，該系列晶體中扭曲的1[XCa2]∞鏈的約束效應壓縮了[B3O6]基元空間，誘導[B3O6]簇的非平面排列，其最大二面角高達約76°。科研人員通過建立模型，研究該系列[B3O6]簇間的大二面角來源，并探究了體系中[B3O6]的排列與基元相互作用之間的內在關聯，確定了Ca陽離子的s軌道與[B3O6]簇上末端O原子的2p軌道之間的軌道雜化是其主要來源。
 

　　相關研究成果Breaking the Inherent Interarrangement of [B3O6] Clusters for Nonlinear Optics with Orbital Hybridization Enhancement于近日發表在《美國化學會志》(JACS)上。
 

　　參考來源： 新疆理化技術研究所