中遠紅外非線性光學（NLO）晶體材料在激光雷達、激光通訊、紅外遙測、光電對抗等領(lǐng)域具有重要應用。相位匹配是NLO材料獲得實際應用的關(guān)鍵條件，目前主要通過調(diào)控晶體的雙折射率來補償基頻光和倍頻光的折射率差，進而實現(xiàn)NLO晶體材料的相位匹配。 

在中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、國家自然科學基金等項目的資助下，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室研究員郭國聰團隊采用拓寬帶隙以調(diào)節(jié)色散的策略實現(xiàn)紅外NLO晶體材料的相位匹配。通過高溫固相法，該研究成功制備寬帶隙（3.93-3.95 eV）的熔鹽硫化物[ABa3Cl2][Ga5S10] (A= K, Rb, Cs)。第一性原理計算發(fā)現(xiàn)，與其異質(zhì)同構(gòu)的硒化物相比，帶隙的拓寬使硫化物的色散曲線在紅外波段更加平緩，進而使相位匹配的截止波長從5.7 um藍移至1.7 um，實現(xiàn)其在傳統(tǒng)基頻激光（2.0 um）處的相位匹配，為獲得新型相位匹配紅外NLO晶體材料提供了新設計思路。 

此外，該研究獲得毫米尺寸的單晶。測試表明，這些硫化物在與商用AgGaS2的NLO系數(shù)相當?shù)臈l件下，具有目前最高的激光損傷閾值（188-200 MW/cm2 @1064 nm, 脈寬10 ns）和較寬的紅外透過范圍（0.35-12.5 um），是優(yōu)秀的紅外NLO備選材料。 

相關(guān)工作以Phase Matching Achieved by Band Gap Widening in Infrared Nonlinear Optical Materials [ABa3Cl2][Ga5S10] (A= K, Rb, Cs)為題，發(fā)表在CCS Chemistry上，副研究員劉彬文為第一作者，副研究員姜小明、研究員郭國聰為通訊作者。  

福建物構(gòu)所相位匹配紅外NLO晶體材料研究取得進展