超强激光科学卓越创新简报

(第三百五十三期)

2023年1月16日

上海光机所在KDP家族晶体深紫外光学特性研究方面取得研究进展

　　近日，中国科学院上海光机所高功率激光物理联合实验室在KDP家族晶体深紫外光学特性研究方面取得新进展，为高能量深紫外激光的产生与应用奠定了重要基础，相关研究成果以Deep-UV optical properties of KDP-family crystals: a comprehensive characterization为题发表于Royal Society of Chemistry 《CrystEngComm》，并被编辑推荐为封面论文。

　　KDP家族晶体作为一类应用极其广泛的光学材料，在红外、可见光、紫外和深紫外激光的产生中均发挥着重要作用，其红外、可见光、近紫外波段的光学特性已有广泛的研究，但其在深紫外波段光学特性一直缺乏系统的研究。针对典型的KDP族非线性晶体，包括ADP、KDP、部分氘化的KDP、高氘化KDP晶体，研究人员系统地研究了它们在深紫外光谱区的光学特性包括：透射率、截止边缘、带隙能量、各向异性的线性吸收和非线性双光子吸收。这一工作为高能深紫外激光产生、等离子体实验以及新型ICF诊断设备等先进科学仪器研制铺平了道路。

　　研究团队还在基于KDP族晶体产生新型深紫外相干光源方面研究方面取得了新进展，相关研究成果以220 nm deep-UV coherent source based on fifth-harmonic generation in ADP and DKDP crystals为题发表于AIP Advances。研究人员系统地演示了ADP晶体中的非临界相位匹配四次和五次谐波产生，以及DKDP晶体中的临界相位匹配四次谐波产生和非临界相位匹配五次谐波产生。结合研究团队此前演示的室温下KDP晶体五倍频的产生[Optics Letters 47, 2947-2950, 2022]，目前针对KDP家族晶体用于获得200 nm波段深紫外激光的实验验证工作已系统地完成，能够服务于未来激光物理实验新型诊断光源等应用。

　　相关工作得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、中科院先导专项课题等项目的支持。

　　原文链接1

　　原文链接2

图1 期刊封面：KDP家族晶体材料特性与应用

图2 KDP家族晶体在263.2和210.5nm处的非线性双光子吸收测量

图3 ADP和DKDP晶体中四次、五次谐波产生效率曲线