波長在266 nm以下的短波長激光由于光子能量高和光束質量好等特點，在激光微加工、激光光刻、以及高端科研裝備等領域有重要的應用價值。目前，能夠實際應用于全固態激光器領域中的深紫外非線性光學晶體只有中國牌晶體KBe₂BO₃F₂ (KBBF)。大量研究發現，該晶體的優異性能主要來源于結構中特殊的[Be₂BO₃F₂]_∞層，在該層中，非線性光學活性基團[BO₃]采用排列一致的方式形成效應疊加，同時[BO₃]基團的端氧被[BeO₃F]基團所消除，從而使得KBBF晶體具有大的倍頻響應、深紫外透過截止邊、以及適中的雙折射率以滿足深紫外區的相位匹配。隨著深紫外激光技術的應用發展，探索更多的綜合性能優異的深紫外非線性光學晶體已成為國內外的研究熱點。

近期，新疆理化所晶體材料研究中心的科研人員通過化學合成制備得到了系列堿金屬硼硫酸鹽晶體M₂B₄SO₁₀ (M = K, Rb, Cs) 和一種堿金屬氟化硼磷酸鹽Rb₃B₁₁PO₁₉F₃。結構解析表明，前者的結構中 [BO₃], [BO₄] 和 [SO₄] 基團形成了[B₄SO₁₀]_∞層，后者結構中[BO₃], [BO₄], [BO₃F]和 [PO₄] 基團形成了[B₁₁PO₁₉F₃]_∞層，它們均顯示出了類KBBF的構型。這些晶體都具有較大的SHG響應(在1064 和532 nm基頻波下的粉末倍頻效應分別是0.9 - 1.7×KDP 和0.1 - 0.3×β-BBO)，并且理論計算表明其具有合適的雙折射率，能滿足266 nm相位匹配，其中Rb₃B₁₁PO₁₉F₃能滿足深紫外波段180 nm的相位匹配。該研究表明了以KBBF為結構模板在混合陰離子硼硫酸鹽和氟化硼磷酸鹽體系探索紫外、深紫外非線性光學材料的可行性。

該成果以全文Research Article形式發表在ACS Central Science（ACS Cent. Sci. 2022, 8, 11, 1557–1564），新疆理化所為唯一完成單位，張方方研究員和潘世烈研究員為通訊作者，李子健博士為第一作者。該研究工作得到了國家基金委和中科院等項目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c00832