近期，中国科学院新疆理化技术研究所研究员潘世烈和杨志华团队在氟化硼酸盐的深紫外非线性光学性能研究方面取得进展。该团队提出了通过共价键合氟优化硼氧框架的新策略，为设计新型光学材料提供了理论依据。相关研究成果发表在《科学通报》（Science Bulletin）上。
氟化硼酸盐具有丰富的结构多样性和组装模式，成为研究深紫外非线性光学材料的优势体系。而关于具有B-F键合的氟化基元影响结构及性能的内在规律尚不明晰。该团队剖析了系列氟化硼酸盐双折射率与倍频效应，发现了氟化硼酸盐的非中心性和非线性光学性能主要来源于B-O/F子晶格的结构及性能特征。
该研究引入了氟，并通过聚合诱导效应、剪刀效应修饰与优化B-O骨架，提升了氟化硼酸盐的光学性能。同时，研究通过对氟化硼酸盐倍频效应的轨道分析，揭示了氟化硼酸盐倍频效应的非中心对称子晶格带边轨道分布机制，即形成于非中心对称子晶格及出现在能带边缘的轨道将主导二次谐波产生。进一步，研究发现，共价键合氟的聚合诱导效应和剪切效应优化了轨道分布。
氟化硼酸盐倍频的贡献主要受氧非键轨道的支配，同时，氟也有直接贡献，揭示了非中心对称子晶格带边轨道分布机制。这一研究从轨道层面上阐明了氟化硼酸盐倍频效应的物理机制，证明了共价键合氟的贡献。同时，该研究为深紫外非线性光学性能优化提供了新视角，为新型光学材料的设计与开发奠定了基础。
研究工作得到国家自然科学基金委员会和中国科学院等的支持。
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