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刷新三項世界紀錄！我國科學家成功研制新型“中國牌”晶體
2026年01月29日 17:23:56
來源：化工儀器網 點擊量：3772
國科學院新疆理化技術研究所潘世烈團隊成功研制出新型氟化硼酸銨(ABF)晶體，不僅攻克大尺寸生長與器件加工等核心技術難題，更首次實現158.9納米直接倍頻真空紫外激光輸出。
1月29日，《自然》刊發一項重磅成果：中國科學院新疆理化技術研究所(以下簡稱“新疆理化所”)潘世烈團隊成功研制出新型氟化硼酸銨(ABF)晶體，不僅攻克大尺寸生長與器件加工等核心技術難題，更首次實現158.9納米直接倍頻真空紫外激光輸出，刷新全球雙折射相位匹配技術輸出波長最短紀錄，為我國在非線性光學晶體領域持續領跑全球再添硬核支撐。
此前，由陳創天院士等中國科學家于20世紀90年代發明的氟代硼鈹酸鉀(KBBF)晶體，是全球唯一能通過直接倍頻技術實現200納米以下激光輸出的實用晶體。但隨著精密制造、前沿科研等領域對激光光源的波長、能量、轉換效率提出更高要求，尋找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，成為全球光學領域的挑戰性科學難題。
聚焦這一核心痛點，潘世烈團隊歷經長期不懈探索與創新，走出了一條自主突破之路。團隊創新性提出真空紫外非線性光學晶體氟化設計及性能調控機制，成功破解行業瓶頸，最終創制出以ABF晶體為代表的系列高性能晶體。在此基礎上，科研人員進一步攻克晶體生長和器件加工技術難題，成功培育出厘米級高光學質量的ABF單晶，并研制出角度相位匹配真空紫外倍頻器件。
ABF晶體的性能實現了多維度突破，不僅輸出波長縮短至158.9納米，其納秒脈沖能量最高達1.36毫焦，轉換效率最大可達7.9%，一舉刷新三項世界紀錄。論文通訊作者、新疆理化所所長潘世烈研究員介紹，全固態真空紫外光源兼具體積小、成本低、綜合性能好等優勢，而非線性光學晶體作為其核心“芯片”，直接決定激光器的輸出波長、轉換效率等關鍵指標。ABF晶體的問世，為開發緊湊、高效的全固態真空紫外激光器提供了全新關鍵材料體系，將在多個戰略領域發揮重要作用。
在基礎科研領域，ABF晶體產生的超短波長激光可助力科學家實現原子、分子結構的超高分辨率成像，實時觀測催化反應過程，為超導機理等前沿研究提供更精準的探測工具；在高端制造領域，其超高能量密度和超精細聚焦能力，可實現芯片納米級電路直接寫入、航空發動機葉片超精密加工等，為制造業向高端化、精細化升級注入新動能；在國家戰略領域，該晶體還可為空間激光通信、激光雷達、光電對抗等領域提供全新技術路徑，助力我國相關裝備性能提升。
值得關注的是，我國在紫外、真空紫外非線性光學晶體領域的研究始終處于國際領先水平。此前研發的BBO、LBO紫外非線性光學晶體已實現全球產業應用，KBBF晶體更是長期占據技術壟斷地位。ABF晶體的研發突破，進一步鞏固了我國在該領域的國際領先地位，也彰顯了我國科研團隊在基礎研究與關鍵核心技術攻關方面的持續實力。
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