“中國牌”晶體上新提升全固態真空紫外激光器功能

2026年01月29日 00:26　來源：中國新聞網

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　　中新網北京1月29日電 (記者孫自法)繼氟代硼鈹酸鉀(KBBF)晶體“獨步天下”之后，有“中國牌”晶體之譽的非線性光學晶體材料又上新——中國科學家最近成功研制出集多種優異性能于一身的氟化硼酸銨(ABF)晶體，為緊湊、高效的全固態真空紫外激光器提供了全新的關鍵材料體系。

　　歷經長期探索與創新

　　聚焦真空紫外非線性光學晶體材料領域基礎研究和關鍵核心技術，中國科學院新疆理化技術研究所(新疆理化所)潘世烈團隊經過長期不懈的探索與創新，在成功設計合成出ABF晶體的同時，還攻克大尺寸晶體生長和器件加工技術難題，采用雙折射相位匹配技術，首次實現直接倍頻真空紫外激光158.9納米輸出，將在精密制造、前沿科學等領域發揮重要作用。

本項研究中全固態真空紫外激光器的器件。中國科學院新疆理化所供圖

　　這項助力改進和提升全固態真空紫外激光器功能的重要成果論文，北京時間1月29日凌晨在國際學術期刊《自然》上線發表。

　　聚焦挑戰性科學難題

　　論文通訊作者、中國科學院新疆理化所所長潘世烈研究員介紹說，全固態真空紫外光源兼具體積小、成本低、綜合性能好等特點，而非線性光學晶體正是實現全固態真空紫外激光輸出的核心材料，其性能直接決定了激光器的輸出波長、轉換效率等關鍵指標。

圖為研究團隊在實驗室進行ABF晶體的激光輸出演示。中國科學院新疆理化所供圖

　　中國在紫外、真空紫外非線性光學晶體領域的研究處于國際領先水平，中國科學家研發的BBO、LBO紫外非線性光學晶體已實現全球產業應用，為全球激光產業應用發展作出巨大貢獻。KBBF晶體作為該領域的里程碑式材料，由陳創天院士等中國科學家在20世紀90年代發明，長期以來是唯一能夠通過直接倍頻技術實現200納米以下激光輸出的實用晶體。隨著應用需求的不斷提升，尋找一種兼具真空紫外高透過性、強非線性響應、大雙折射與優異生長性能的新型晶體，一直被認為是極具挑戰性的科學難題。

　　創制系列高性能晶體

　　論文第一作者、中國科學院新疆理化所晶體材料研究中心副主任張方方研究員稱，在本項研究中，科研團隊創新提出真空紫外非線性光學晶體氟化設計及性能調控機制，攻克“大帶隙-大倍頻效應-高雙折射率”協同調控難題，創制出以ABF晶體為代表的系列高性能晶體。