Xinjiangi füüsikalise ja keemiatehnoloogia instituut teeb edusamme laserkahjustustele vastupidavate lairiba infrapuna mittelineaarsete optiliste materjalide uurimisel

Laseri sageduse muundamise võtmeseadmena on infrapuna-mittelineaarsetel optilistel kristallidel tahkislaserites lai valik rakendusi. Praegused kaubanduslikud keskmise ja kaug-infrapuna mittelineaarsed optilised kristallid sisaldavad peamiselt teemanditaoliste struktuuridega ühendeid nagu AgGaS2, AgGaSe2 ja ZnGeP2. Kuid nende vastavate olemuslike toimivusdefektide tõttu, nagu madal laserkahjustuse lävi ja madala ribalaiuse põhjustatud kahe fotoni neeldumine, ei suuda need materjalid enam täielikult vastata praeguse infrapuna lasertehnoloogia arendamise vajadustele. Kiiresti on vaja välja töötada suurepärase jõudlusega laia ribalaiusega infrapuna mittelineaarsed optilised materjalid.
Rahvusliku noorte talentide programmi, Hiina riikliku loodusteaduste fondi ja Xinjiangi autonoomse piirkonna loodusteaduste fondi rahalisel toel on Hiina Teaduste Akadeemia Xinjiangi füüsikalise ja keemilise tehnoloogia instituudi kristallmaterjalide uurimiskeskuse teadlased kavandanud ja sünteesis kaks näidet laia ribalaiusega infrapuna mittelineaarsetest optilistest materjalidest, Rb2CdSi4S10 ja Na3SiS3F, kasutades [Si4S10] supertetraeedrilisi substraate ja [SiS3F] segatud anioonseid tetraeedrilisi substraate. Nende kahe ühendi ribavahemikud on vastavalt 4,23 eV ja 4,75 eV, kus Rb2CdSi4S10 on mõõduka multiplikatiivse toimega: 0,6 × AGS; kahjulävi on umbes 5 × AGS. Teoreetiliste arvutuste tulemused näitavad, et [Si4S10] supertetraeedriline maatriks ja [SiS3F] segatud anioonne tetraeedrimaatriks võivad tõhusalt suurendada väävliühendite ribavahemikke. Tulemused näitavad, et [Si4S10] supertetraeedriline substraat ja [SiS3F] segatud anioonne tetraeedriline substraat võivad tõhusalt suurendada väävliühendite ribalaiust, mis on võrdlusaluseks kahjustuskindlate lairibavaheliste infrapuna mittelineaarsete optiliste materjalide kujundamisel.
Tulemused avaldati vastavalt ajakirjades Materials Horizons (Mater. Horiz. 2023, 10, 619) ja Advanced Optical Materials (Adv. Opt. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adom. 202300736.). Tulemused on esitatud järgmistes paberites. Jiazheng Zhou, Ph.D. üliõpilane, on nende kahe töö esimene autor ning Junjie Li ja Shili Pan on vastavad autorid.