张博特任教授在Laser & Photonics Reviews发表中远红外双折射晶体研究新进展

内容简述：

2026年9月28日，学院特任教授张博在国际知名学术期刊Laser & Photonics Reviews发表题为“Domino-Effect Amplification via Covalent-Chain Engineering for Giant Birefringence in NaAsQ₂ (Q = S, Se) Crystals”的研究论文。该研究通过共价链工程构筑NaAsQ₂系列晶体，实现了双折射性能的显著突破，揭示了极化率各向异性的多米诺效应放大机制，为高性能中远红外双折射晶体的设计合成提供了新思路。张博特任教授为论文第一作者，长江大学为第一署名单位，曲阜师范大学迟洋博士与中国科学院福建物质结构研究所林华研究员、朱起龙研究员为共同通讯作者。

中远红外双折射晶体是光通信、高功率激光和红外成像等领域调制偏振光的关键材料，但同时实现大双折射率、宽透过窗口和高稳定性仍面临挑战。商用晶体如YVO₄、α-BaB₂O₄和MgF₂的双折射率仅0.0128–0.204。而硫代砷酸盐体系中具有立体化学活性孤对电子的[AsQ₃]³⁻三角锥基元虽具有较高的极化率各向异性，却多以孤立基团存在，局域极化难以协同增强，限制了材料双折射性能的进一步提升。

基于此，本工作通过共价链工程将孤立的[AsQ₃]³⁻基元聚合为连续的[AsQ₂]^–螺旋链，实现了从0D簇到1D链的结构转变，成功合成了5例硫代砷酸盐晶体 NaAsQ₂。研究表明，NaAsS₂在550 nm下实验测得双折射率为0.56，约为商业MgF₂的44倍；α-NaAsSe₂ 和 β-NaAsSe₂在同波长下的理论双折射率分别高达 0.51 和 0.92，较同类簇状硫代砷酸盐晶体分别提升超183%和410%。同时，该系列晶体表现出极宽的中远红外透过范围（> 25 μm）和优异的稳定性（> 715 K），突破了传统性能权衡。理论计算与机理分析揭示，孤立[AsS₃]³⁻基元的极化率各向异性呈线性累加，而[AsS₂]^–共价链通过电子耦合与离域效应驱动极化率各向异性指数级增长，触发多米诺式放大。该项工作为高性能中远红外双折射晶体的理性设计与性能优化提供了有价值的理论依据和实验参考。

本研究得到了国家自然科学基金（22175175、22193040、22193043）的支持。

图文摘要：

NaAsQ₂通过共价链工程触发多米诺效应实现巨大双折射率

 论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.71957