专家介绍：
非线性光学晶体是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础，在光通信、激光频率转换、核聚变、激光对抗等领域有着广阔的应用空间。本人自参加科研工作以来，一直致力于新型无机非线性光学晶体材料的设计合成与性质研究，在同事和学生们的共同努力下，成功获得了十八种新型非中心对称无机固体氧化物，其中倍频强度大于或等于商用非线性光学晶体KDP的有十一例，研究内容涉及如何获得非中心对称结构，如何提高材料倍频强度，以及如何增大晶体抗激光损伤阈值等科学问题，代表性成果如下：
(1)利用真空固相合成法，获得了首例含硼酸根的亚硒酸化合物Se2B2O7，其也是首例含硼酸根的孤对电子氧酸盐，该物质的合成标志着一种全新的材料体系—硼酸亚硒酸盐的诞生。Se2B2O7结晶于手性空间群P212121，其粉末倍频强度约为KDP的2.3倍，与中国牌晶体LBO相当，Se2B2O7在260-2000 nm均无明显吸收，是一种有潜在应用价值的紫外非线性光学晶体材料，为新型紫外非线性光学材料的设计合成提供了一种新思路（J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 7750）。
(2)首次利用异价取代的方法设计合成了新型亚硒酸盐类非线性化合物BiFSeO3，成功地将亚硒酸盐的非线性系数提高到 KDP的十倍以上（13.5×KDP），实现了强倍频亚硒酸盐类非线性光学晶体零的突破。BiFSeO3结晶于极性空间群Pca21，展现出致密的三维结构，克服了母体化合物BiOIO3的层状生长习性。BiFSeO3还具有透过波段宽，光学带隙大的优点，是一例潜在的中红外非线性光学晶体材料。该研究表明异价取代法可以保留母体化合物的优点，同时最大限度地改善母体化合物的缺点，相对于传统的试错合成法，该方法具有目标性强、研发周期短的优点（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 9433）。
(3)利用低温固相法首次将氟离子引入硝酸亚硒酸体系，得到了新型非线性光学晶体PbCdF(SeO3)(NO3)，将该类非线性材料的光学带隙首次提高到4.42 eV，为当时报道的可实现角度相位匹配亚硒酸盐体系最高值。我们利用粉末激光损伤阈值法预估了该晶体的激光损伤阈值，约为135.6 MW/cm2，达到了AGS的70倍，该材料的合成推动了高激光损伤亚硒酸非线性光学晶体的研究（Inorg. Chem. 2018, 57, 11839）。
(4)为了提高d0过渡金属亚硒（碲）酸盐类非线性光学晶体的激光损伤，我们提出部分氟代d0氧八面体的方法，利用水热合成法，成功获得了首例含钼氧氟基团的亚硒（碲）酸盐倍频晶体：Ba(MoO2F)2(QO3)2 (Q = Se, Te)。二者在1064nm都可实现相位匹配，倍频强度分别为KDP的2.8和7.8倍。它们的粉末激光损伤阈值较高，分别为65和140MW/cm2，相当于AGS的26和56倍。通过理论计算发现MoO5F八面体的贡献比约占70%，可见部分氟化的MoO5F八面体对化合物的倍频贡献起着决定性作用。该研究表明在亚硒（碲）酸盐体系引入部分氟化d0过渡金属八面体可以有效地提高材料的非线性光学性能（Chem. Mater. 2020, 32, 9688）。
鉴于我们在设计合成新型非线性光学晶体材料方面的贡献，2020年应邀为Dalton Transaction杂志撰写Frontier文章，总结本领域近年来的研究进展，展望氧化物类二阶非线性光学晶体未来的主要发展方向（Fang Kong, Jiang-Gao Mao*, Dalton Trans., 2020, 49,8433–8437）；2021年受邀为国际知名期刊Chemical Communications撰写Feature article，介绍我们在含氟亚硒（碲）酸盐体系所做的开创性工作（Fang Kong*, Ting-Kun Jiang, Jiang-Gao Mao, Chem. Commun., 2021, 57, 12575-12586）。
申请人入选了中国科学院青年创新促进会，中科院海西研究院“春苗计划”人才专项。在J Am Chem Soc、Chem Mater、Sci China Mater等国内外知名期刊以第一或通讯作者身份发表研究论文31篇，授权中国发明专利5项，培养研究生8名，荣获福建省自然科学二等奖一项（排名第三）。
孔芳
福建省
研究领域：
新材料,石油炼制,石油化工,精细化工
研究方向：
非线性光学晶体设计与合成
所在单位：
中国科学院福建物质结构研究所
