波长短于200 nm的深紫外激光具有能量分辨率高、光谱分辨率高、光子通量密度大等特点，在激光光刻、激光微加工、先进科学仪器等方面颇具应用价值。作为全固态激光器输出深紫外激光的关键材料，深紫外非线性光学晶体新材料的制备探索一直是前沿课题。

天津理工大学功能晶体研究院俞洪伟教授团队致力于新型深紫外非线性光学晶体的设计、制备、生长及性能基础研究。近期，该团队通过整合三种经典非线性光学材料（β-BaB₂O₄，LiB₃O₅和KBe₂BO₃F₂）的结构优势，设计合成了一例综合性能优异的混合配位硼磷酸盐深紫外非线性光学晶体Rb₃B₁₁P₂O₂₃ (RBPO)。该晶体满足深紫外非线性光学晶体的三个基本条件，即短波长截止边达深紫外区（168 nm）、倍频效应大（2.5 × KDP）及匹配深紫外相位条件的适中双折射（0.071@ 1064 nm），是潜在的深紫外非线性光学材料。但RBPO具有可逆相变，不利于大尺寸晶体的生长（ACS Mater. Lett. 2023, 5, 155−161）。在此基础上，该团队进一步通过调节阳离子和阴离子框架的匹配程度，设计合成了一例无相变行为的混合配位硼磷酸盐深紫外非线性光学晶体Cs₃[(BOP)₂(B₃O₇)₃] (CBPO)。该材料首次实现了材料性能两组矛盾的平衡，即：“强的倍频响应-短的紫外截止边”和“大的双折射-弱的生长各向异性”之间的平衡。因此，该材料不仅表现出了强的倍频响应（3 × KDP）和短的紫外截止边（165 nm），还表现出了大的双折射（0.075@532 nm）和弱的生长各向异性（CBPO单晶尺寸达到20 × 17 × 8 mm³）。更重要的是，该团队通过CBPO晶体首次在无铍深紫外非线性光学晶体中实现了深紫外相干光的输出，证明CBPO是非常有潜力的深紫外非线性光学晶体。

相关研究成果以全文形式发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 12691–12700）上。天津理工大学为唯一通讯单位，俞洪伟教授为通讯作者，博士研究生刘浩囡为第一作者。该工作得到国家基金委和天津市等项目的资助。