نان لائنر آپٹیکل کرسٹل میں لیزر سائنس اور ٹیکنالوجی کے شعبوں جیسے لیتھوگرافی، کمیونیکیشنز، مائیکرو مشیننگ، اور لیزر ڈسپلے میں اہم ایپلی کیشنز ہوتے ہیں۔ نان لائنر آپٹیکل کرسٹل کے لیے فیز میچنگ ایک ضروری شرط ہے تاکہ موثر تبادلوں کا احساس ہو، اور روایتی نان لائنر آپٹیکل کرسٹل عام طور پر فیز میچنگ کو محسوس کرنے کے لیے بائرفرنجنس کے اصول پر مبنی ہوتے ہیں۔ تاہم، گہرے بالائے بنفشی (UV) بینڈ میں، جہاں طول موج 200 nm سے کم ہوتی ہے، بڑی تعداد میں نان لائنر آپٹیکل کرسٹل کو ان کے چھوٹے بائر فرینجنس کی وجہ سے بائرفرینجنٹ فیز میچنگ کا احساس کرنا مشکل ہوتا ہے۔ کواسی فیز میچنگ تکنیک ایک ڈھانچہ بنا کر آکٹیو لائٹ کے موثر آؤٹ پٹ کو محسوس کرتی ہے جس میں کرسٹل میں نان لائنر کوفیشینٹس کو وقتاً فوقتاً الٹ دیا جاتا ہے، تاکہ توانائی بنیادی فریکوئنسی لائٹ سے آکٹیو لائٹ کی طرف مسلسل بہہ جائے۔ بائر فرینجنٹ فیز میچنگ کے مقابلے میں، اس تکنیک میں مواد کی بائرفرنجنس پر انحصار نہ کرنے، وسیع طول موج کے بینڈ سے میل ملاپ، اور مواد کے زیادہ سے زیادہ نان لائنر گتانک کو استعمال کرنے کے قابل ہونے کے فوائد ہیں۔ تاہم، گہرے الٹرا وائلٹ بینڈ میں کواسی فیز مماثل آؤٹ پٹ کے لیے موزوں نان لائنر آپٹیکل کرسٹل اب بھی بہت کم ہیں۔
حال ہی میں، فجیان انسٹی ٹیوٹ آف میٹریلز اینڈ سٹرکچرز، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز (FIMSTEC) کے محقق Zhao Sangen اور Luo Junhua نے پانی کے محلول میں انچ کے پیمانے پر شفاف LiNH4SO4 سنگل کرسٹل کو کامیابی کے ساتھ بڑھایا اور LiNH4SO4 کرسٹل کی فیرو الیکٹرسٹی کی تصدیق کی ہے۔ نان لائنر آپٹیکل ٹیسٹ وغیرہ۔ LiNH4SO4 کرسٹل اعلیٰ ڈگری فیرو الیکٹرسٹی اور اعلیٰ درجے کی نان لائنیرٹی کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ LiNH4SO4 کے سنگل ڈومین کے نمونے کامیابی کے ساتھ یک طرفہ پولرائزیشن وولٹیج لگا کر حاصل کیے گئے، اور LiNH4SO4 کرسٹل کی ٹرانسمیشن رینج 171 nm تک ہے، درمیانے درجے کے دوسرے نمبر کے نان لائنر آپٹیکل کوفیشینٹس (0.33 pm/V)، اور بغیر کسی نقصان کے 1.47 GW/cm-2 تک کی لیزر شعاعوں کا مقابلہ کر سکتا ہے۔ LiNH4SO4 کے طول موج پر منحصر ریفریکٹیو انڈیکس کا درست تعین کیا گیا تھا اور LiNH4SO4 کی بازی مساوات کو کم از کم زاویہ انحطاط کے طریقہ کار سے لگایا گیا تھا، اور نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ LiNH4SO4 میں بہت کم اضطراری انڈیکس ہے، جس کے نتیجے میں فرسٹ آرڈر کوا سی۔ 177.3 nm کی دگنی روشنی کی طول موج پر 1.4 µm کے کرسٹل کی فیز میچنگ کی مدت۔ مندرجہ بالا نتائج بتاتے ہیں کہ LiNH4SO4 گہری الٹرا وائلٹ لیزر فریکوئنسی کی تبدیلی کے لیے ایک مضبوط امیدوار ہے۔ پہلے اصولوں کے حساب کے نتائج بتاتے ہیں کہ LiNH4SO4 کی نان لائنر آپٹیکل رسپانس اور وسیع ٹرانسمیشن رینج بنیادی طور پر SO42-ٹیٹراہیڈرل شکلوں کے تعاون سے پیدا ہوتی ہے، جب کہ اس کا نچلا ریفریکٹیو انڈیکس بازی بنیادی طور پر انتہائی مقامی نوعیت کی وجہ سے ہے۔ Li+ اور NH4+ کیشنز اور LiNH4SO4 کرسٹل میں SO42- شکلوں کے الیکٹران۔ یہ تلاش گہرے الٹرا وائلٹ کواسی فیز سے مماثل نان لائنر آپٹیکل کرسٹل تیار کرنے کا ایک مؤثر طریقہ فراہم کرتی ہے۔
یونیورسٹی آف چائنیز اکیڈمی آف سائنسز میں پی ایچ ڈی کے طالب علم ڈاکٹر یپینگ سونگ اس مقالے کے پہلے مصنف ہیں، اور انسٹی ٹیوٹ آف فزکس اینڈ سٹرکچرز، فوزیان، چین میں ایسوسی ایٹ ریسرچر بنگ سوان لی اس کے شریک مصنف ہیں۔ کاغذ
شکل 1 (a) بائر فرینجنٹ فیز مماثل اور نیم فیز مماثل کا موازنہ؛ (b) فیرو الیکٹرک مرحلے میں LiNH4SO4 کرسٹل؛ (c) cis-الیکٹرک مرحلے کا کرسٹل ڈھانچہ
تصویر 2 (a) LiNH4SO4 کرسٹل [011] سمت (b) [001] سمت میں بیج کرسٹل کے ذریعے اگائے جاتے ہیں۔ (c) متغیر درجہ حرارت نان لائنر آپٹکس ٹیسٹ کے ساتھ LiNH4SO4 کرسٹل؛ (d) متغیر درجہ حرارت نان لائنر آپٹکس سائیکلنگ ٹیسٹ؛ (e) 413 K پر LiNH4SO4 کرسٹل کے PE اور JE منحنی خطوط؛ (g) LiNH4SO4 کرسٹل کے فیرو الیکٹرک ڈومینز کی 180 ڈگری تصویر؛ (h) سنگل ڈومینڈ LiNH4SO4 کرسٹل
تصویر 3 (a) LiNH4SO4 کرسٹل کا گہرا UV ٹرانسمیشن سپیکٹرم۔ (b) LiNH4SO4 کرسٹل میکر اسٹریک؛ (c) LiNH4SO4 کرسٹل کی آپٹیکل مائیکروسکوپی امیج نینو سیکنڈ لیزر کے ذریعے خراب ہونے کے بعد (d) پہلے اور بعد میں (e)؛ LiNH4SO4 کے ریفریکٹیو انڈیکس کے لیے استعمال کیا جانے والا تکونی پرزم (e) روشنی کا (100) سمت میں گزرنا؛ (f) روشنی کا (001) سمت میں گزرنا؛ (g) (h) LiNH4SO4 کرسٹل کی ریفریکٹیو انڈیکس بازی مساوات؛ (i) LiNH4SO4 کرسٹل کے 532 nm پر آپٹیکل انڈیکس باڈی
تصویر 4 LiNH4SO4 کرسٹل کے مجموعے اور فرق کی تعدد کے عمل کے پہلے آرڈر کے ارد گرد سے مماثلت کے چکر
تصویر 5 LiNH4SO4 کا الیکٹرانک انرجی بینڈ ڈھانچہ؛ (b) ریاستوں کی کثافت/ریاستوں کی جزوی کثافت LiNH4SO4 کا خاکہ؛ (c) LiNH4SO4 کا HOMO؛ (d) LiNH4SO4 کا LUMO
