【仪表网 研发快讯】双折射率是双折射晶体及非线性光学晶体的关键参数，它在调制光的偏振和实现角度相位匹配方面发挥着不可或缺的作用。目前，仅有少数几种双折射材料被商业化应用，包括MgF2、α-BaB2O4(α-BBO)、CaCO3、YVO4、TiO2和LiNbO3。它们双折射率范围为0.012~0.256。因此迫切需要寻找具有显著光学各向异性的双折射材料。然而，相较于庞大的材料设计空间，传统的试错法不仅耗时较长，而且在资源利用方面效率低下。
近期，中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心发展了双折射率高通量筛选方法，首次构建了双折射材料的全应用波段图谱，涵盖了可见、紫外、深紫外波段。在具有146,323个结构的未知化学空间中进行了无偏的高通量筛选，从中筛选出579种材料，其双折射率超过了相应区域内现有商用双折射材料的标准。重要的是，其中54种材料的双折射率在1064 nm处超过了0.5。本研究还开发了一种针对具有特定配位数的微观结构的高通量筛选技术，并据此构建了双折射活性功能模块的综合图谱。根据该图谱，团队成功设计并合成了一种新型晶体Li2(HC3N3S3)·5H2O，其在546 nm波长下的双折射率为0.532。
相关研究成果发表在《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater., 2024,34,2409716)上，新疆理化技术研究所为唯一通讯单位，晶体材料研究中心杨志华研究员和潘世烈研究员为通讯作者，特别研究助理阿布都卡地·吐地为第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院、新疆维吾尔自治区项目的资助。
图 1. 筛选的双折射率分布。a)不同波段的双折射率分布，b)潜在双折射材料的组分分布，c)潜在双折射材料的全应用波段图。
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