紫外非线性光学晶体材料作为固态激光器的核心部件，广泛应用于芯片光刻、光学通讯、数据存储等方面。目前，该领域的关键突破点在于短波长材料的研制和应用。具有刚性基元PO₄的磷酸盐在紫外、深紫外区无明显吸收，因此在短波长透过范围上具有很大的优势。然而，磷酸盐结构中PO₄功能基团的各项极化异性较弱，导致该类材料双折射率普遍较小，如何通过合理设计，既保证磷酸盐深紫外透过，同时有效增大其双折射率从而保证其光学效应的转换效率，是目前面临的重要挑战。

新疆大学化工学院陈兆慧研究员团队近年来致力于新型无机光学晶体材料的研究及晶体生长工艺的优化。近期该团队在前期磷酸盐光学晶体材料研究的基础上，引入具有封闭壳层结构的稀土阳离子La³⁺以及d¹⁰阳离子Cd²⁺，成功合成了两种具有大双折射率的紫外及深紫外波段的激光频率转换晶体材料La(PO₃)₃(0.040@1064 nm)和β-Cd(PO₃)₂(0.059@1064 nm)，其中含有过渡金属的β-Cd(PO₃)₂在已知的深紫外磷酸盐中具有最大的双折射率，同时其紫外截至边也是所有镉基无机化合物中最短的。该课题组结合第一性原理对该材料的光学性质进行理论分析，发现大的双折射率主要来自于Cd-O基团较强的共价作用以及P-O赝层的类平面化排列的协同作用。这一工作为后期设计综合性能优良的过渡金属激光频率转换晶体材料提供了新的研究思路和技术指导。

相关研究成果发表在材料领域的国际著名刊物《Chemistry of Materials》(https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.2c00825)。新疆大学化工学院为第一完成单位，研究生吕佳荣和钱艳艳为共同第一作者，化工学院陈兆慧研究员与物理学院井群副教授为该论文的共同通讯作者。该项研究工作得到了国家自然科学基金及新疆自治区天山创新团队项目的支持。