Вариации состава многокомпонентных халькогенидных соединений позволяют оптимизировать комплекс свойств ИК нелинейных кристаллов для эффективного использования их в широко перестраиваемых лазерных системах УФ-дальний ИК. Li в составе таких соединений играет ключевую роль, обеспечивает широкую запрещенную зону (Eg), как следствие: высокую лазерную прочность (Рис.а); значительное двулучепреломление; реализацию перестраиваемого излучения до 12 мкм (Рис. б) .Выявлены основные тенденции изменения функциональных характеристик в ряду S – Se – Te: коэффициент нелинейности увеличивается, Eg уменьшается, диапазон прозрачности смещается в длинноволновую область спектра. Добавление Ge в состав трехкомпонентного халькогенида сдвигает край поглощения в ИК диапазоне (Рис. в). Методом Бриджмена выращены монокристаллы тройных LiBC2 (B=Ga,In; C=S,Se) и четверных LiGa0.5In0.5Se2, Li2Ga2GeS6, LiGaGe2Se6 халькогенидов оптического качества. Исследованы структурные мотивы и электронные структуры соединений.

Рис. Изменение функциональных свойств при варьировании состава кристаллов: иллюстрация высокой оптической прочности Li-содержащих соединений в сравнении с другими халькогенидами (а), экспериментальные значения выходной энергии для Li-халькогенидов при накачке 800 нм в режиме фемтосекунд (б), спектры пропускания LiGaS2, Li2Ga2GeS6 (в),
LiGaSe2, LiGaGe2Se6 (г).

A. Yelisseyev, L. Isaenko, P. Krinitsin, Fei Liang, A. Goloshumova, D. Naumov, Z.S. Lin. Structure and optical properties of LiGaGe2Se6 nonlinear crystal // Inorganic Chemistry 55 (2016), pp. 8672–8680.
L. Isaenko, A. Yelisseyev, S. Lobanov, V. Vedenyapin, P. Krinitsyn, V. Petrov. Properties of LiGa0.5In0.5Se2: A Quaternary Chalcogenide Crystal for Nonlinear Optical Applications in the Mid-IR // Crystals 6 (2016), p. 85.
A.A. Lavrentyev, B.V. Gabrelian, V.T. Vu, L.N. Ananchenko, L.I. Isaenko, A. Yelisseyev, P. Krinitsin, O.Y. Khyzhun. Electronic structure and optical properties of noncentrosymmetric LiGaGe2Se6, a promising nonlinear optical material // Physica B 501 (2016), pp. 74-83.
V. Vedenyapin, A. Boyko, D. Kolker, L. Isaenko, S. Lobanov, N. Kostyukova, A. Yelisseyev, V. Petrov. LiGaSe2 optical parametric oscillator pumped by a Q-switched Nd:YAG laser // Laser Physics Letters 13 (2016), p. 115401 (4 pp).
L.I. Isaenko, A.P. Yelisseyev. Recent study of nonlinear crystals for the mid IR // Semiconductor Science and Technology 31 (2016), p. 123001 (24 pp).
A.A. Lavrentyev, B.V. Gabrelian, V.T. Vu, L.N. Ananchenko, L.I. Isaenko, A.P. Yelisseyev, O.Y. Khyzhun. Electronic structure and optical properties of noncentrosymmetric LiGaSe2: Experimental measurements and DFT band structure calculations // Optical Materials 66 (2017), p. 149-159.

Работа выполнена в рамках государственного задания, проект VIII.67.3.2. и в рамках проекта РФФИ № 15-02-03408.