天津理工大学叶宁、陈金东团队 JACS：提出“多柔度基团协同极化”新策略，实现磷属红外非线性光学晶体性能突破

本研究针对红外非线性光学晶体长期存在的三大性能指标难以兼顾的挑战（大非线性系数、高激光损伤阈值、宽红外透过范围），开展了系统性的理论设计与实验验证工作。研究目的旨在突破现有材料如AgGaS₂和ZnGeP₂的性能瓶颈。研究团队首次在类金刚石型化合物中发现非线性光学系数dᵢⱼₖ与平均柔度因子F的六次方正比关系（dᵢⱼₖ ∝ F⁶），并据此提出“多重柔度基团协同极化策略”。通过该策略成功设计并合成了新型磷属晶体Cd₂In₃Si₂P₇（CISP）。结论表明，CISP在已报道的磷属非线性光学晶体中展现出最强的倍频效应（8.8 × AgGaS₂、2.5 × ZnGeP₂ @ 2050 nm），同时具备高非线性系数（d₂₂=137.6 pm/V、d₂₃=89.3 pm/V @ 1500 nm）、高激光损伤阈值（10.3 × AgGaS₂）、适中双折射（0.098 @ 2050 nm）及宽红外透过范围（0.62–18.0 μm）。该工作为高性能红外非线性光学材料的设计提供了简洁有效的理论描述，并展示了CISP在中红外应用领域的巨大潜力。