電光晶體是一種重要的功能晶體，以此制成的高速電光開(kāi)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(shí)用的電光晶體已實(shí)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(zhǎng)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(gè)原因是沒(méi)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(shí)，電光晶體的應(yīng)用受到晶體對(duì)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(zhǎng)及電光測(cè)試器件的設(shè)計(jì)存在一定難度。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)用的電光晶體種類(lèi)少，電光晶體的研究相對(duì)較少，性能優(yōu)異的新型電光晶體也較少。

   中國(guó)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員葉寧課題組受到高效的粉末倍頻測(cè)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(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)晶體電光性能的初步表征。不同于純粹的理論計(jì)算或測(cè)試，該方法通過(guò)粉末狀態(tài)下晶體樣品的粉末倍頻測(cè)試、紅外反射譜和拉曼光譜的測(cè)試及分析來(lái)預(yù)測(cè)晶體的電光系數(shù)。

   為證實(shí)該粉末測(cè)試方法的有效性，研究人員選取一系列實(shí)用的電光晶體并通過(guò)粉末測(cè)試方法得出其電光系數(shù)，結(jié)果顯示，各個(gè)材料電光系數(shù)的粉末測(cè)量值與實(shí)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(zhǎng)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(cè)試CLM晶體電光系數(shù)的結(jié)果與粉末方法所得計(jì)算值一致，表現(xiàn)出粉末測(cè)試方法對(duì)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(jià)值?？深A(yù)見(jiàn)的是，該粉末測(cè)試方法可為探索新型電光晶體開(kāi)辟一條全新高效的道路，推動(dòng)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(guó)家科學(xué)評(píng)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(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃等的資助。

   論文鏈接 

圖1.粉末測(cè)試方法計(jì)算晶體電光系數(shù)流程圖

圖2.CsLiMoO4晶體生長(zhǎng)及其電光性能表征

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