精密制造和前沿科研领域,全固态真空紫外激光光源因其体积小、成本低、性能稳定等特点——具有重要战略价值。然而——长期以来,能够实现200纳米以下激光输出的实用晶体材料极为稀缺,成为制约该领域发展的瓶颈问题。 上世纪九十年代,我国科学家陈创天院士团队发明的氟代硼铍酸钾晶体(KBBF)曾是该领域的里程碑式突破。但随着科技发展,对更短波长、更高性能的真空紫外激光需求日益迫切,研发兼具高透过性、强非线性响应和大双折射特性的新型晶体成为国际科学界共同挑战。 针对此难题,中科院新疆理化所潘世烈团队创新性地提出了真空紫外非线性光学晶体的氟化设计理论,建立了系统的性能调控机制。经过多年攻关,科研人员成功创制出以ABF为代表的高性能晶体系列。在理论突破的基础上,团队攻克了晶体生长关键技术,获得了厘米级高光学质量的ABF单晶。 这一突破性成果具有多重重要意义:首先,158.9纳米的输出波长创造了新的世界纪录;其次,解决了大尺寸晶体生长和器件加工难题;最重要的是,为全固态真空紫外激光器提供了全新的关键材料体系。该技术将在半导体检测、光刻技术、量子计算等高端制造领域发挥重要作用。 展望未来,研究团队表示将重点开展三上工作:一是提升ABF晶体稳定生长技术;二是完善器件加工方法;三是推进激光光源应用研究。通过持续创新,力争实现更短波长、更大能量、更高功率的全固态真空紫外光源,为我国高端装备制造和前沿科学研究提供有力支撑。
从KBBF晶体到ABF晶体,我国科学家在真空紫外光学晶体领域的探索已持续三十余年。这些成就证明,坚持自主创新、加强基础研究投入,就能在关键领域取得突破。ABF晶体的成功研制不仅是科学突破,更是我国科技自立自强的体现。随着新材料的深入应用,必将为我国在精密制造和前沿科研等战略领域的竞争力提升作出重要贡献。