我国自主研制ABF晶体实现158.9纳米真空紫外激光直接倍频输出并刷新多项纪录

激光技术作为20世纪人类最重大的发明之一,已成为全球高新技术产业和前沿科学研究的重要推动力。

然而,要实现激光的精准"驯服"与灵活应用,必须依靠非线性光学晶体这一"核心基石"。

中国科学院新疆理化技术研究所近日宣布,科研团队成功研制出最新一代真空紫外非线性光学晶体——氟化硼酸铵(ABF)晶体,标志着我国在这一战略性关键材料领域再次取得重大突破。

从材料设计理论创新到化合物合成、晶体生长、器件研制、激光输出,ABF晶体具有完整自主知识产权。

中国科学院新疆理化技术研究所所长潘世烈表示,这一耗时近十年打磨的新材料,在直接倍频真空紫外激光输出领域实现了三项世界纪录:输出波长最短达到158.9纳米,纳秒脉冲能量最高为4.8毫焦,转换效率最高可达7.9%。

这三项指标的综合突破,充分体现了中国科研工作者在材料科学领域的创新能力。

理解ABF晶体的重要意义,需要从其基本功能入手。

非线性光学晶体的作用,可以通俗比喻为激光器中的"核心魔法镜片",能够将普通激光"变身"成特殊波长的超强光束。

真空紫外波段指波长短于200纳米的光线,其光子能量高、光束质量优异。

全固态激光器结合这种晶体,具有结构紧凑、稳定性好的特点,对精密加工、前沿科学研究等领域具有重大战略意义。

ABF晶体的成功研制,并非一蹴而就,而是建立在我国数十年晶体材料研发基础之上。

早在1995年,中国老一代科学家研制出KBBF晶体,成为当时全球唯一能输出波长短于200纳米激光的晶体材料,并保持领先地位长达31年。

这一成就的取得,源于中国科学家在国外技术禁运的严峻形势下,自行组装激光器和测试设备,在"一穷二白"中自力更生、艰苦创业。

此后,中国科学家先后研制成功LBO、BBO等闪耀世界的"中国牌"晶体,到2007年正式宣布停止对外提供KBBF晶体,打了一场漂亮的翻身仗。

ABF晶体的诞生,体现了我国继承优良传统、勇于创新突破的精神。

潘世烈指出,晶体材料的性能优异与否,取决于三个关键要素的平衡——带隙、倍频系数和双折射率。

这三个要素看似相互矛盾,难以同时优化,但只有实现完美平衡,材料才能具有卓越性能。

正是对这一科学难题的深入研究和突破,使得ABF晶体应运而生。

从应用前景看,ABF晶体将在多个战略性领域发挥重要作用。

在精密制造领域,真空紫外激光具有超强的加工精度,可用于微观加工和精密器件制造。

在前沿科学研究领域,高能量密度的真空紫外激光可用于物理、化学、生物等多学科研究。

随着晶体生长和加工工艺的进一步优化,这些性能指标还将继续提升,应用范围也将不断扩大。

值得注意的是,ABF晶体的成功研制再次证明了自主创新的重要性。

在全球科技竞争日趋激烈的背景下,掌握核心关键技术对国家战略安全至关重要。

从被禁运到自主研发领先,中国科学家用实际行动诠释了"关键核心技术必须掌握在自己手中"的深刻内涵。

从KBBF到ABF,我国非线性光学晶体研发的历程印证了科技创新需要持之以恒的坚守。

面对国际科技竞争新态势,唯有坚持自主创新,才能在关键核心技术领域掌握主动权。

ABF晶体的成功研制不仅是一项技术突破,更彰显了我国科研人员勇攀科技高峰的决心与智慧。