紅外非線性光學(xué)晶體作為激光頻率轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，在全固態(tài)激光器中應(yīng)用廣泛。當(dāng)前，商用的中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)晶體主要包括類金剛石結(jié)構(gòu)的AgGaS2、AgGaSe2、ZnGeP2等化合物。然而，由于各自本征的性能缺陷，如低的激光損傷閾值及低帶隙引起的雙光子吸收等，這些材料已不能完全滿足當(dāng)前紅外激光技術(shù)發(fā)展的需求。亟需開發(fā)性能優(yōu)異的新型中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)材料。 　　

       中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料實(shí)驗(yàn)室優(yōu)選四面體結(jié)構(gòu)基元，基于模板設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)合成三者相結(jié)合的技術(shù)路線，設(shè)計(jì)合成出首例含堿土金屬的缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)硒化物紅外非線性光學(xué)材料MgGa2Se4（MGSe-I）。光學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，MgGa2Se4具有寬的硒化物帶隙2.96 eV，高的激光損傷閾值（~3 ×AgGaS2）。同時(shí)，MgGa2Se4表現(xiàn)出較好的倍頻效應(yīng)，約為0.9 ×AgGaS2，并能實(shí)現(xiàn)Ⅰ型相位匹配。理論計(jì)算的結(jié)果表明，堿土金屬四面體基團(tuán)的引入，增大了硒化物缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)的帶隙，為后續(xù)設(shè)計(jì)大帶隙的缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)材料提供了借鑒。 　　

       該成果將激勵(lì)科研人員基于模板設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)合成相結(jié)合的思路，探索更多性能優(yōu)異的缺陷類金剛石結(jié)構(gòu)紅外非線性光學(xué)材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Science上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金等的支持。