紅外非線性光學晶體作為激光頻率轉換的關鍵器件，在全固態激光器中應用廣泛。當前，商用的中遠紅外非線性光學晶體主要包括類金剛石結構的AgGaS2、AgGaSe2、ZnGeP2等化合物。然而，由于各自本征的性能缺陷，如低的激光損傷閾值及低帶隙引起的雙光子吸收等，這些材料已不能完全滿足當前紅外激光技術發展的需求。亟需開發性能優異的新型中遠紅外非線性光學材料。 　　

       中國科學院新疆理化技術研究所光電功能材料實驗室優選四面體結構基元，基于模板設計、結構預測與實驗合成三者相結合的技術路線，設計合成出首例含堿土金屬的缺陷類金剛石結構硒化物紅外非線性光學材料MgGa2Se4（MGSe-I）。光學性能測試結果表明，MgGa2Se4具有寬的硒化物帶隙2.96 eV，高的激光損傷閾值（~3 ×AgGaS2）。同時，MgGa2Se4表現出較好的倍頻效應，約為0.9 ×AgGaS2，并能實現Ⅰ型相位匹配。理論計算的結果表明，堿土金屬四面體基團的引入，增大了硒化物缺陷類金剛石結構的帶隙，為后續設計大帶隙的缺陷類金剛石結構材料提供了借鑒。 　　

       該成果將激勵科研人員基于模板設計、結構預測與實驗合成相結合的思路，探索更多性能優異的缺陷類金剛石結構紅外非線性光學材料。相關研究成果發表在Advanced Science上。研究工作得到國家自然科學基金、新疆維吾爾自治區自然科學基金等的支持。