我国科学家又一次把非线性光学晶体的世界领先地位给稳稳拿住了。中国科学院新疆理化技术研究所的潘世烈研究员带团队搞出来了氟化硼酸铵(ABF)晶体,用它做成的全固态真空紫外激光器,直接把158.9纳米这么短波长的光给打出来了。这个波长是有史以来在真空紫外波段通过倍频技术得到的最短记录,这就意味着咱们在这块儿又走在了前面。这种激光器结构小巧、性能稳定、成本也不算高,在光刻、材料加工、量子科技这些高科技领域可是不可替代的法宝。要想做好激光器,核心部件就是非线性光学晶体,它直接决定了激光能不能打出来、效率高不高、系统稳不稳。以前咱们国家搞出来的氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体可是大名鼎鼎,是陈创天院士他们在上世纪九十年代搞出来的里程碑式成果。那会儿它可是国际上唯一能在200纳米以下产生深紫外激光的实用晶体,让咱们领先了好多年。不过这玩意儿有个缺点,它生长的时候是一层层往上长的,很难弄成大尺寸的器件,这就限制了激光功率的提升和应用范围的扩展。所以现在大家都在头疼怎么搞出一种既有好性能又好长的新一代材料。潘世烈研究员他们没像别人那样修修补补,而是从源头开始创新,想出了针对真空紫外波段的氟化设计新思路和性能协同调控的新机制。他们成功解决了晶体设计中的三个大难题:大倍频效应、高双折射率和短紫外截止边这三个参数很难同时优化的矛盾。 有了理论做指导,团队就设计出了ABF晶体。更厉害的是他们不仅在实验室做出了这种晶体,还解决了从合成到大规模生产的技术瓶颈。他们长出了厘米级别的大块高质量单晶,还把器件加工的工艺给开发出来了。实验结果非常漂亮:用ABF晶体做双折射相位匹配,轻轻松松就把158.9纳米的光打出来了。这一波长不仅打破了世界纪录,还表明咱们科学家找到了一条全新的技术路线,为以后做更紧凑、更高效、更稳定的真空紫外激光器打下了基础。这个成果不光是材料指标上的突破,更是咱们从跟着别人跑到领跑者的证明。它说明咱们从理论创新到材料制备再到器件验证这一套全是自己搞定的。《自然》杂志发了这篇论文也说明国际学术界很认可这项工作。 这个成果是基础研究为了国家战略需求长期埋头苦干换来的果实。它巩固了咱们在深紫外到真空紫外非线性光学晶体领域的优势地位,为做自主可控的高端仪器装备奠定了材料基础。据了解,团队下一步还要集中精力研究ABF晶体怎么稳定量产、怎么大规模做器件、怎么集成到实际应用中去。他们还想把波长打得更短一点、功率提得更高一点,让这个“利器”在科学研究和工业生产中发挥更大的作用。这对提升咱们国家的科技创新核心竞争力来说可是关键的一步棋。