Kristalli ottiċi mhux lineari għandhom applikazzjonijiet importanti fl-oqsma tax-xjenza u t-teknoloġija tal-lejżer bħal litografija, komunikazzjonijiet, mikromagni, u wiri bil-lejżer. It-tqabbil tal-fażi huwa kundizzjoni meħtieġa biex il-kristalli ottiċi mhux lineari jirrealizzaw konverżjoni effiċjenti, u l-kristalli ottiċi mhux lineari tradizzjonali huma ġeneralment ibbażati fuq il-prinċipju ta 'birefringence biex jiġu realizzati t-tqabbil tal-fażi. Madankollu, fil-medda ultravjola profonda (UV), fejn il-wavelength huwa inqas minn 200 nm, numru kbir ta 'kristalli ottiċi mhux lineari huma diffiċli biex jiġu realizzati t-tqabbil tal-fażi birefringent minħabba birefringence żgħir tagħhom. It-teknika ta 'tqabbil kważi-fażi tirrealizza l-output effiċjenti tad-dawl ta' l-ottava billi tibni struttura li fiha l-koeffiċjenti mhux lineari huma perjodikament maqluba fil-kristall, sabiex l-enerġija tgħaddi kontinwament mid-dawl tal-frekwenza fundamentali għad-dawl ta 'l-ottava. Meta mqabbla mat-tqabbil tal-fażi birefringent, din it-teknika għandha l-vantaġġi li ma tiddependix fuq il-birefringence tal-materjal, tqabbel medda wiesgħa ta 'wavelength, u tkun tista' tutilizza l-koeffiċjent mhux lineari massimu tal-materjal. Madankollu, kristalli ottiċi mhux lineari adattati għal produzzjoni kważi mqabbla fil-faxxa ultravjola profonda għadhom rari ħafna.
Riċentement, ir-riċerkatur Zhao Sangen & Luo Junhua mill-Istitut tal-Materjali u l-Istrutturi ta 'Fujian, l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi (FIMSTEC) kiber b'suċċess kristalli singoli trasparenti ta' pulzier LiNH4SO4 f'soluzzjoni milwiema u kkonferma l-ferroelettriku tal-kristalli LiNH4SO4 bl-użu ta 'linja ta' isteresi elettrika u temperatura varjabbli test ottiku mhux lineari, eċċ Il-kristalli LiNH4SO4 huma kkaratterizzati minn grad għoli ta 'ferroelettriku u grad għoli ta' nonlinearity. Kampjuni ta 'dominju wieħed ta' LiNH4SO4 inkisbu b'suċċess bl-applikazzjoni ta 'vultaġġ ta' polarizzazzjoni unidirezzjonali, u l-kristalli LiNH4SO4 għandhom firxa ta 'trażmissjoni qasira daqs 171 nm, koeffiċjenti ottiċi moderati mhux lineari tat-tieni ordni (0.33 pm / V), u jistgħu jifilħu irradjazzjoni bil-lejżer sa 1.47 GW/cm-2 mingħajr ħsara. L-indiċi refrattiv li jiddependi fuq il-wavelength ta 'LiNH4SO4 ġie determinat b'mod preċiż u l-ekwazzjoni tad-dispersjoni ta' LiNH4SO4 twaħħlet bil-metodu ta 'angolu minimu ta' deflessjoni, u r-riżultati juru li LiNH4SO4 għandu dispersjoni ta 'indiċi ta' rifrazzjoni baxx ħafna, li jirriżulta fi kważi-ewwel ordni. perjodu ta 'tqabbil tal-fażi tal-kristall ta' 1.4 µm fil-wavelength tad-dawl doppju ta '177.3 nm. Ir-riżultati ta 'hawn fuq jindikaw li LiNH4SO4 huwa kandidat qawwi għall-konverżjoni tal-frekwenza tal-laser ultravjola fil-fond. Ir-riżultati tal-kalkoli tal-ewwel prinċipji jindikaw li r-rispons ottiku mhux lineari u l-firxa wiesgħa ta’ trażmissjoni ta’ LiNH4SO4 joriġinaw prinċipalment mill-kontribuzzjoni ta’ motivi tetraedriċi SO42-, filwaqt li d-dispersjoni tal-indiċi refrattiv aktar baxx tagħha hija prinċipalment minħabba n-natura lokalizzata ħafna tal- Katjoni Li+ u NH4+ u l-elettroni ta' motivi SO42- fil-kristall LiNH4SO4. Din is-sejba tipprovdi mod effettiv biex jiġu żviluppati kristalli ottiċi mhux lineari imqabbla kważi-fażi ultravjola profonda.
Dr Yipeng Song, student PhD fl-Università tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, huwa l-ewwel awtur tad-dokument, u Riċerkatur Assoċjat Bingxuan Li fl-Istitut tal-Fiżika u Strutturi, Fujian, iċ-Ċina, huwa l-awtur kokorrispondenti tal- karta.
Figura 1 (a) Tqabbil ta' fażi birefringent imqabbla u kważi-fażi mqabbla; (b) Kristall LiNH4SO4 f'fażi ferroelettrika; (c) struttura tal-kristall tal-fażi cis-elettrika
Fig. 2 (a) Kristalli LiNH4SO4 imkabbra minn kristalli taż-żerriegħa fid-direzzjoni [011] (b) [001] direzzjoni; (c) Kristalli LiNH4SO4 b'test ottiku mhux lineari b'temperatura varjabbli; (d) test taċ-ċikli ta' l-ottika mhux lineari b'temperatura varjabbli; (e) kurvi PE u JE tal-kristalli LiNH4SO4 f'413 K; (g) immaġni ta '180 grad ta' oqsma ferroelettriċi ta 'kristalli LiNH4SO4; (h) Kristalli LiNH4SO4 b'dominju wieħed
Fig. 3 (a) Spettru ta 'trażmissjoni UV profonda tal-kristall LiNH4SO4; (b) LiNH4SO4 kristall Maker Streak; (c) Immaġini tal-mikroskopija ottika tal-kristall LiNH4SO4 wara li tkun ġiet imħassra minn laser nanosekondi (d) qabel u wara (e); Priżma trijangolari użata għall-indiċi refrattiv ta' LiNH4SO4 (e) Tgħaddi tad-dawl f'direzzjoni (100); (f) Tgħaddi tad-dawl fid-direzzjoni (001); (g) (h) Ekwazzjoni tad-dispersjoni tal-indiċi rifrattiv tal-kristall LiNH4SO4; (i) Korp tal-indiċi ottiku f'532 nm tal-kristall LiNH4SO4
Fig. 4 Ċikli ta' tqabbil kważi-fażi tal-ewwel ordni tal-proċessi ta' somma u frekwenza tad-differenza tal-kristalli LiNH4SO4
Fig. 5 Struttura tal-faxxa tal-enerġija elettronika ta' LiNH4SO4; (b) dijagramma tad-densità tal-istati/densità parzjali tal-istati ta' LiNH4SO4; (c) HOMO ta' LiNH4SO4; (d) LUMO ta' LiNH4SO4
