【导读】1月29日,中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队的重大科研成果重磅发表于《自然》杂志——新型氟化硼酸铵【导读】(ABF)晶体成功创制,凭借其获得158.9纳米波长真空紫外激光,刷新了双折射相位匹配技术输出该波段激光的最短纪录。这项突破破解了长期困扰领域内的材料性能协同调控难题,攻克晶体生长技术瓶颈,不仅超越了传统KBBF晶体的应用局限,更为开发紧凑高效的全固态真空紫外激光器提供了核心材料支撑,彰显我国在真空紫外光学晶体领域的持续领跑实力。
非线性光学晶体是实现全固态真空紫外激光输出的核心材料,其性能直接决定了激光器的输出波长、转换效率等。在该领域,氟代硼铍酸钾晶体(KBBF)是里程碑式材料,由陈创天院士等我国科学家在上世纪九十年代发明,长期以来是唯一能够通过直接倍频技术实现 200nm 以下激光输出的实用晶体,但其层状生长习性限制了器件设计与激光输出功率。因此,寻找一种兼具真空紫外高透过性、强非线性响应、大双折射与优异生长性能的新型晶体,一直被认为是该领域的挑战性科学难题。
科研团队创新性提出真空紫外非线性光学晶体氟化设计及性能调控机制,攻克“大倍频效应-高双折射率-短紫外截止边”协同调控难题,创制出以 ABF 为代表的系列高性能晶体。
在理论突破的基础上,科研人员攻克晶体生长技术难题,成功获得厘米级高光学质量的 ABF 单晶。ABF 晶体最短相位匹配输出波长可达 158.9nm,创造了通过双折射相位匹配技术输出真空紫外激光的最短纪录。
总结
ABF晶体的研发突破,是我国科研团队在核心材料领域坚持原始创新的重要成果,标志着我国在真空紫外非线性光学晶体方向牢牢占据国际领先地位,为相关领域技术自主可控筑牢根基。从理论机制创新到厘米级高质量单晶培育,这项成果不仅填补了高性能真空紫外晶体的技术空白,更打开了其在精密制造、前沿科研装备等领域的应用空间。随着后续晶体生长稳定化、器件加工工艺优化等研究的推进,ABF晶体有望催生更短波长、更高功率的全固态真空紫外光源,为我国高端制造升级与基础科学探索注入强劲动力。



