BaAlBO3F2(BABF)是由本项目第一申请人发现并确定此结构的一种新的非线性光学晶体。该晶体具有大的非线性光学系数、短的紫外吸收边、高的光损伤阈值,具有一般硼酸盐晶体所不具备的很好的机械性能和化学稳定性,与类似结构KBBF相比,BABF能够长出厚的大块晶体。BABF将在全固态激光系统的频率转换方面有良好的应用前景。本项目内容包括BABF助熔剂法晶体生长及BABF的非线性光学性能测试和二倍频、三倍频初步的应用研究。BABF结构是一个理想的非线性光学材料结构模型。对此进行深入研究将为我们进一步阐明硼酸盐非线性光学材料中结构与性能的关系有着重要的指导意义。
采用新的B2O3-LiF-NaF助熔剂体系,通过中部籽晶法生长出尺寸达50×40×25 mm3 、 光学均匀性为⊿n ≈ 4.048×10-6/cm的BABF晶体。在此基础上,首先测试了BABF晶体的激光三倍频转换效率的非线性光学性能,结果显示该性能好于同样实验条件下的LBO晶体;其次,测试了BABF晶体的非线性光学系数、透过谱、激光损伤阈值等重要光学性能;最后,还测试了BABF晶体的显微硬度、热膨胀、比热等有关力学及热学性能。总的实验结果表明,BABF晶体是优秀激光三倍频非线性光学晶体的有力候选者。