非線性光學(xué)材料是重要的無機(jī)光電信息功能材料之一，是激光技術(shù)和現(xiàn)代軍事技術(shù)中不可或缺的關(guān)鍵材料。中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在非線性光學(xué)晶體的學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化方面，一直處于世界領(lǐng)先水平。早在上世紀(jì)80年代，福建物構(gòu)所發(fā)現(xiàn)了BBO和LBO兩個重要的非線性光學(xué)晶體，廣泛運(yùn)用于可見光和紫外光波段的激光輸出，被國際上譽(yù)為“中國牌”晶體。但繼1978年非線性光學(xué)材料的陰離子基團(tuán)理論建立以來，非線性光學(xué)材料的理論研究長達(dá)40多年無實(shí)質(zhì)性突破，導(dǎo)致了新型實(shí)用晶體的研發(fā)滯后。當(dāng)前，基于功能基元及材料基因組學(xué)概念的理論研究是探索材料構(gòu)效關(guān)系的新范式。然而，如何從一般性的原理出發(fā)，基于材料基本組成和結(jié)構(gòu)來尋找非線性光學(xué)現(xiàn)象的起源并沒有成熟的方案。

　　基于中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、科技部“973”計(jì)劃、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等的資助，在中科院院士洪茂椿領(lǐng)導(dǎo)下，福建物構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄧水全課題組提出了具有普遍適用性的部分響應(yīng)理論方法，建立了原子尺度的非線性光學(xué)原子響應(yīng)理論。作為一個示例，利用第一性原理計(jì)算及理論模型分析，研究了深紫外非線性光學(xué)晶體LiCs2PO4，發(fā)現(xiàn)其倍頻效應(yīng)的主要來源是金屬中心離子基團(tuán)CsO6以及LiO4，而不是傳統(tǒng)認(rèn)為的非金屬中心基團(tuán)PO4。研究表明占據(jù)態(tài)的O-2p與Cs-5p軌道以及非占據(jù)態(tài)的Cs-5d以及Li-2p軌道均對倍頻效應(yīng)有著重要貢獻(xiàn)。非線性光學(xué)原子響應(yīng)理論是陰離子基團(tuán)理論建立以來該領(lǐng)域的重大突破。該理論揭示了軌道的可極化特征及長期被忽略的非占據(jù)態(tài)軌道對倍頻效應(yīng)的重要作用，從全新的角度詮釋了非線性光學(xué)倍頻效應(yīng)，對理解非線性光學(xué)材料的微觀機(jī)理以及功能導(dǎo)向的材料設(shè)計(jì)具有重要科學(xué)意義。該研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3933），并被該雜志選為VIP文章。

福建物構(gòu)所非線性光學(xué)原子響應(yīng)理論研究取得進(jìn)展