光电功能晶体主要是实现光能和电能相互转化的功能晶体。种类众多，如光学晶体、激光晶体、非线性光学晶体、电光晶体、压电晶体、闪烁晶体和磁光晶体等。主要用于微电子、光电子、通信、航天、军事技术等领域。物理工程学院光电功能晶体课题组始建于2017年9月份，目前拥有固定人员5名，申传英博士、韩硕博士、刘彦庆博士、王端良博士、耿磊博士。近几年课题组在人工晶体制备及应用领域取得重要进展，先后在Applied Physics Express、Crystals、Journal of Alloys and Compounds、Journal of Crystal Growth、Laser Physics Letters、Indian Journal of Physics、Journal of Modern Optics等材料和物理类SCI期刊上发表论文10篇。团队人员获批国家自然科学基金青年项目2项，山东省自然科学基金青年基金2项，山东省自然科学基金博士基金2项，国家自然科学基金理论物理专项1项，山东大学晶体材料国家重点实验室开放课题1项。
团队研究方向之一：无机晶体、有机-无机杂化晶体材料制备及其结构、相变、热学、光学、介电和压电等物理性能研究。
团队采用熔体提拉法生长的无机材料Nd:Ca2Ga2SiO7和Ba2TiSi2O8，研究发现Nd:Ca2Ga2SiO7是一种新型的压电和激光晶体；Ba2TiSi2O8是性能优良的高温压电和受激拉曼散射活性晶体。另外，研究团队采用水溶液法合成了冠醚体系和钙钛矿结构的有机-无机杂化晶体，目前最新的实验结果表明： [(parachloroanilinum)(18-crown-6)][ClO4]是新型的压电和光致发光材料。相关工作发表在Applied Physics Express, 13 (2020) 035503；Crystals 9 (2019) 207；Journal of Crystal Growth, 487 (2018) 17-22；Journal of Alloys and Compounds, 727 (2017) 8-13。我院青年教师申传英博士为以上论文第一作者/通讯作者，曲阜师范大学物理工程学院为第一单位。
图1无机晶体
图2有机-无机杂化晶体
团队研究方向之二：二维晶体的可饱和吸收效应及调Q激光运转。
研究团队在过渡金属硫族化合物材料的取得新进展，通过二维可饱和吸收体的层数控制，实验装置改进，进行了ReS2的非线性光学及全固态激光调制行为的研究，首次报道了ReS2的反饱和吸收行为，并尝试利用毗邻带隙的调制行为实现了增益截面差距较大的1.06 mm和0.95 mm的双波长脉冲激光运转。结果表明ReS2可用作增益截面差距较大的双波长激光脉冲调制器件，相关成果发表在Laser Physics Letters, 15(2018)085804上。另外，该研究方向其它已发表论文还有Laser Physics Letters, 15(2018)075801, Indian Journal of Physics, 91(2017)439-443，Journal of Modern Optics, 65(2018)1-5。青年教师韩硕博士为以上论文第一作者，曲阜师范大学物理工程学院为第一单位。
图3 ReS2的非线性光学及全固态激光调制行为
团队研究方向之三：晶体的非线性光学效应与激光变频应用研究
研究团队在SmxY1-xCOB系列晶体倍频性能研究过程中，通过理论计算晶体倍频性质时发现该系列晶体Y轴一类和二类非临界倍频波长范围分别为723-903 nm和1023-1390 nm，Z轴一类非临界倍频波长范围为827-1123 nm，可调谐范围非常宽泛。因此团队采用提拉法生长了SmxY1-xCOB系列晶体，并对其光学性质进行系统表征。采用794 nm的飞秒光源进行倍频实验，Sm0.44Y0.55COB晶体实现了397 nm蓝光高效输出。相关成果发表在Journal of Alloys and Compounds, 762(2018)431-437上，刘彦庆博士为第一作者，曲阜师范大学物理工程学院为第一单位。
图4 SmxY1-xCOB系列晶体非临界倍频性质
强光诱导自聚焦与光吸收效应对非线性光学材料的应用起到关键性作用，王端良博士研究团队利用PCI实验，结合有限元理论模拟分析，在激光诱导非线性光学方面取得了进展，为阐明光诱导自聚焦和光吸收效应机理提供了更多信息，相关工作发表在Journal of Alloys and Compounds, 790 (2019) 212- 220。王端良博士为第一作者，曲阜师范大学物理工程学院为第一单位。
图5 弱吸收诱导KDP晶体温度梯度及热应力分布
