電光晶體是一種重要的功能晶體，以此制成的高速電光開關(guān)、電光調(diào)制器和電光偏轉(zhuǎn)器在激光技術(shù)、光譜技術(shù)等領(lǐng)域中有重要應(yīng)用。盡管部分實用的電光晶體已實現(xiàn)商業(yè)化，但當(dāng)前仍需發(fā)掘更多性能優(yōu)良的電光晶體以滿足日益增長的電光晶體應(yīng)用需求。目前，新型電光晶體的研究基本處于停滯狀態(tài)，其中的一個原因是沒有合適的理論方法以系統(tǒng)指導(dǎo)新型電光晶體的探索，同時，電光晶體的應(yīng)用受到晶體對稱性制約和其它苛刻條件的影響，例如高光學(xué)質(zhì)量、大尺寸單晶的生長及電光測試器件的設(shè)計存在一定難度。因此，長期以來，實用的電光晶體種類少，電光晶體的研究相對較少，性能優(yōu)異的新型電光晶體也較少。

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所中科院光電材料化學(xué)與物理重點實驗室研究員葉寧課題組受到高效的粉末倍頻測試方法之于非線性光學(xué)晶體探索的啟發(fā)，提出晶體電光系數(shù)的粉末測試方法，實現(xiàn)晶體電光性能的初步表征。不同于純粹的理論計算或測試，該方法通過粉末狀態(tài)下晶體樣品的粉末倍頻測試、紅外反射譜和拉曼光譜的測試及分析來預(yù)測晶體的電光系數(shù)。

為證實該粉末測試方法的有效性，研究人員選取一系列實用的電光晶體并通過粉末測試方法得出其電光系數(shù)，結(jié)果顯示，各個材料電光系數(shù)的粉末測量值與實際晶體吻合。在該方法的指導(dǎo)下，研究人員探索篩選得到潛在的電光晶體CsLiMoO4（CLM），借助提拉法生長技術(shù)獲得高質(zhì)量CLM大晶體以深入研究CLM晶體的電光性能。傳統(tǒng)半波電壓法測試CLM晶體電光系數(shù)的結(jié)果與粉末方法所得計算值一致，表現(xiàn)出粉末測試方法對于打破電光晶體探索困局具有一定指導(dǎo)和參考作用，CLM晶體具備潛在的電光應(yīng)用價值。可預(yù)見的是，該粉末測試方法可為探索新型電光晶體開辟一條全新高效的道路，推動電光晶體的研究和發(fā)展。

相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在《國家科學(xué)評論》（National Science Review，2020，10. 1093/nsr/nwaa104）上，博士徐峰為論文第一作者，副研究員顏濤和葉寧為論文通訊作者。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）、國家自然科學(xué)基金重大研究計劃等的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa104

圖1.粉末測試方法計算晶體電光系數(shù)流程圖

圖2.CsLiMoO4晶體生長及其電光性能表征