「科技時空」光學各向異性理論研究獲進展

光學各向異性理論研究獲進展

光學各向異性是材料的一個本徵屬性，而它的強弱決定著光電功能材料的應用。隨著社會需求的提高與科技的發展，在信息、能源科技、醫療及軍事領域中，對材料的性能提出更高的要求。在探索新材料的過程中，研究微觀結構對材料性能的貢獻及對外場的響應對探索新材料有指導意義並且可以縮短新材料的研發周期，加快材料的發展步伐。因此，探索出對材料性能起決定性的「基因」，對材料發展這個「基因工程」具有非凡的意義。

科學院新疆理化技術研究所新型光電功能材料實驗室潘世烈研究團隊近年來致力於新型線性與非線性光學晶體設計研究。在光學材料中，光學各向異性決定材料的雙折射率，大的雙折射率晶體可用於光纖通信中的無源器件，如：光隔離器、旋光器、延遲器、偏振器等。而在非線性光學晶體中，光學各向異性決定角度相位匹配的波長範圍從而決定非線性光學材料的使用範圍與應用前景。課題組博士研究所雷兵華在研究員楊志華與潘世烈的指導下，以經典雙折射率材料 YVO4 作為模版結合非簡諧振子物理圖像提出了評估晶體材料光學各向異性模型——響應電荷分佈各向異性( REDA )模型。該模型指出鍵電荷分佈的各向異性決定光學各向異性，影響響應鍵電荷分佈的離子或基團為光學各向異性的「基因」片斷。文中對在可見光區不能實現角度相位匹配的化合物BPO4 的鍵電荷分佈進行理論模擬優化，增強材料的光學各向異性，使其在理論上成功輸出深紫外相干光。因此，此模型既可分析出「基因」片斷，也可作為線性與非線性光學材料的設計與合成的理論工具，為材料的設計與合成提供新的思路與方向。相關研究成果作為特色封面文章發表在《化學通訊》(

，2017, DOI: 10.1039/C6CC09986F)上。

該研究工作得到國家青年「973」項目與國家自然科學基金等項目的支持。

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