我國(guó)科學(xué)家成功創(chuàng)制了一種新型非線性光學(xué)晶體，能高效擴(kuò)展激光器的可調(diào)諧范圍，在半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。相關(guān)成果已在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》在線發(fā)表。

GFB晶體器件。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

激光光源已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、前沿科學(xué)研究等領(lǐng)域的重要支撐。為滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景需求，人類需要獲得不同波長(zhǎng)、不同能量的激光，然而，激光器輸出的波長(zhǎng)為固定值，且調(diào)控范圍有限，這就需要用到非線性光學(xué)晶體 。

“非線性光學(xué)晶體可用來(lái)對(duì)激光波長(zhǎng)進(jìn)行變頻，從而擴(kuò)展激光器的可調(diào)諧范圍，是獲得不同波長(zhǎng)激光的物質(zhì)條件和源頭。”文章第一作者，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所研究員米日丁·穆太力普介紹，在晶體中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用波段相位匹配，可以提升激光輸出的功率和效率，但現(xiàn)有晶體均存在相位匹配波長(zhǎng)損失。

此項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)基于應(yīng)用廣泛的雙折射相位匹配技術(shù)，創(chuàng)制出全波段相位匹配晶體理念，可實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體材料透過(guò)范圍內(nèi)任意波長(zhǎng)的相位匹配，并以此為指導(dǎo)獲得一例非線性光學(xué)晶體GFB。

GFB晶體激光實(shí)驗(yàn)。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

研究結(jié)果表明，GFB晶體可實(shí)現(xiàn)1064納米激光器二、三、四、五倍頻高效、大能量輸出，綜合性能優(yōu)良，有望滿足半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)等領(lǐng)域的重大需求。

“更重要的是，我們可采用水溶液法生長(zhǎng)出高質(zhì)量、超大尺寸GFB晶體，與目前廣泛應(yīng)用的晶體相比，擁有巨大的成本優(yōu)勢(shì)。”文章通訊作者、中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所所長(zhǎng)潘世烈說(shuō)，下一步，團(tuán)隊(duì)將持續(xù)開展相關(guān)晶體材料、器件及激光光源應(yīng)用的攻關(guān)研究，力爭(zhēng)產(chǎn)出更多原創(chuàng)性、引領(lǐng)性創(chuàng)新成果。

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