K3B6O10X(X=Cl,Br)晶体的非线性光学机理及模拟加压研究

摘要

基于第一性原理系统地分析了KBOC和KBOB的非线性光学机理.用基于微扰理论的零频极限公式计算了它们的倍频系数.计算出的结果与实验值在个绝对值和相对顺序上符合的很好.用能带解析方法和态密度方法突出显示决定KBOC和KBOB的SHG效应的“热点”.对于KBOC和KBOB,氧的未成键2p轨道和BO3形成的反π键轨道是最主要的倍频系数贡献来源.此外,卤素原子在费米面附近的p轨道也作出了显著的贡献.基于计算的折射率拟合了Sellmeier方程的系数并进一步预测了KBOC的最短相匹配波长.因为KBOC的带隙更大,它作为一个更好的NLO材料,可以实现比KBOB更短波长的输出.准平面(B6O10)2-基团主导了光学各向异性.基于计算机模拟实验,提出了外部加压实现更短相干光输出的策略.预测压力引起的(B6O10)2-基团的极化率各向异性的增加可以显着增大KBOC的双折射率和最短相匹配波长.Z方向加压和等静压加压10GPa的情况下,最短相匹配波长分别达到216nm和239nm,小于没有加压的272nm.结果表明,压力工程是一个有前途的来扩大双折射,并进一步实现一些非线性光学晶体更短相干光输出的方案.