本文摘要：中远红外激光（2-20m）在国防、通讯、医疗以及安全性方面具有最重要的应用于，其中红外非线性光学晶体是构建中远红外激光输入的关键器件。

中远红外激光（2-20m）在国防、通讯、医疗以及安全性方面具有最重要的应用于，其中红外非线性光学晶体是构建中远红外激光输入的关键器件。目前商业化的红外非线性光学晶体不存在多方面的性能缺失，容许了它们的应用于范围。

因此，设计和探寻新型的红外非线性材料沦为红外激光领域发展的最重要方向。　　中国科学院新疆化学系技术研究所光电功能材料团队自2013年起渐渐积极开展红外非线性光学材料的研究，通过调研找到Hg阳离子具备多变的配位环境，而且当它与易畸变的四面体基元以及碱金属结合时有利于构成非中心对称结构。因此科研人员挑选Na-Hg-M-S（M=Si，Ge，Sn）体系为研究对象，通过在密封真空石英管中展开高温固相反应，最后获得三种具备优良性质的四元碱金属红外非线性光学材料，即Na2Hg3Si2S8，Na2Hg3Ge2S8，Na2Hg3Sn2S8。这三种材料结晶于完全相同的非中心对称空间群，Pc2，仔细观察其晶体结构时，找到不存在类似的多孔道结构，还包括全封闭、半开以及对外开放的孔道。

　　此外，在与其他碱金属同构物（Na-Cs）结构较为时，科研人员还找到这些化合物都结晶于有所不同的空间群，而且其结构对称性随着碱金属离子半径增加而渐渐减少，这种变化规律在四元金属硫属化合物中很少找到。性能测试表明找到的这三种材料皆具备很好的光学性能，基本符合出色红外非线性光学材料的拒绝，还包括长的利用范围、低的激光受损阈值、大的非线性系数和环境稳定性。

其中Na2Hg3Si2S8和Na2Hg3Ge2S8很好的构建了高激光受损阈值和大非线性系数之间的均衡，避免了目前商业化红外非线性光学晶体的一系列性能缺失（较低的激光受损阈值和强劲的双光子吸取），需要作为潜在出色的红外非线性光学材料。引进碱金属和d10元素调控晶体结构为设计新型红外非线性材料获取了一条有效地的思路。

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