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作者：顾洪旭;韩金锋;路大治;梁飞;武奎;于浩海;张怀金;
单位：山东大学晶体材料研究院,晶体材料全国重点实验室;
摘要：铌酸镓镧晶体(La_3Ga_(5.5)Nb_(0.5)O_(14),LGN)作为重要的中红外(2～20μm)非线性光学材料，具有宽的光谱透过范围(0.28～7.40μm)、大的二阶非线性系数(d_(11)=(3.0±0.1) pm/V)及高的激光损伤阈值(>1.41 GW/cm~2@1064 nm)，成为高功率中红外激光系统急需的优异晶体材料。本文总结了LGN晶体的结构特性、大尺寸生长技术、性能表征以及激光应用的研究进展。针对晶体生长过程中的热应力开裂与组分挥发难题，通过优化温场梯度、改善生长参数，成功制备直径80 mm大尺寸高质量单晶，为目前国际上尺寸最大的光学级LGN单晶。首次提出通过组分调控实现双折射色散与非线性系数的协同优化策略，开发出La_3(Nb_(1–x)Ta_x)_(0.5)Ga_(5.5)O_(14)(LGNT_x)系列固溶体单晶，极大提升了有效非线性系数。利用LGN晶体差频产生技术实现了4.4～5.7μm中红外输出，而LGNT_x混晶则将差频输出波长进一步扩展至6.84μm，这是目前氧化物晶体连续调谐输出的最长差频产生波长。上述研究结果为未来新型中红外非线性光学材料设计以及LGN晶体的规模化使用提供了重要的理论依据和应用前景。
关键词：铌酸镓镧;提拉法;晶体生长;非线性光学;中红外激光
基金资助：国家重点研发计划(2023YFB3610603); 国家自然科学基金(52272004)
