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刷新三项世界纪录！我国科学家成功研制新型“中国牌”晶体
2026年01月29日 17:23:56
来源：化工仪器网 点击量：3937
国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队成功研制出新型氟化硼酸铵(ABF)晶体，不仅攻克大尺寸生长与器件加工等核心技术难题，更首次实现158.9纳米直接倍频真空紫外激光输出。
1月29日，《自然》刊发一项重磅成果：中国科学院新疆理化技术研究所(以下简称“新疆理化所”)潘世烈团队成功研制出新型氟化硼酸铵(ABF)晶体，不仅攻克大尺寸生长与器件加工等核心技术难题，更首次实现158.9纳米直接倍频真空紫外激光输出，刷新全球双折射相位匹配技术输出波长最短纪录，为我国在非线性光学晶体领域持续领跑全球再添硬核支撑。
此前，由陈创天院士等中国科学家于20世纪90年代发明的氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体，是全球唯一能通过直接倍频技术实现200纳米以下激光输出的实用晶体。但随着精密制造、前沿科研等领域对激光光源的波长、能量、转换效率提出更高要求，寻找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，成为全球光学领域的挑战性科学难题。
聚焦这一核心痛点，潘世烈团队历经长期不懈探索与创新，走出了一条自主突破之路。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，成功破解行业瓶颈，最终创制出以ABF晶体为代表的系列高性能晶体。在此基础上，科研人员进一步攻克晶体生长和器件加工技术难题，成功培育出厘米级高光学质量的ABF单晶，并研制出角度相位匹配真空紫外倍频器件。
ABF晶体的性能实现了多维度突破，不仅输出波长缩短至158.9纳米，其纳秒脉冲能量最高达1.36毫焦，转换效率最大可达7.9%，一举刷新三项世界纪录。论文通讯作者、新疆理化所所长潘世烈研究员介绍，全固态真空紫外光源兼具体积小、成本低、综合性能好等优势，而非线性光学晶体作为其核心“芯片”，直接决定激光器的输出波长、转换效率等关键指标。ABF晶体的问世，为开发紧凑、高效的全固态真空紫外激光器提供了全新关键材料体系，将在多个战略领域发挥重要作用。
在基础科研领域，ABF晶体产生的超短波长激光可助力科学家实现原子、分子结构的超高分辨率成像，实时观测催化反应过程，为超导机理等前沿研究提供更精准的探测工具；在高端制造领域，其超高能量密度和超精细聚焦能力，可实现芯片纳米级电路直接写入、航空发动机叶片超精密加工等，为制造业向高端化、精细化升级注入新动能；在国家战略领域，该晶体还可为空间激光通信、激光雷达、光电对抗等领域提供全新技术路径，助力我国相关装备性能提升。
值得关注的是，我国在紫外、真空紫外非线性光学晶体领域的研究始终处于国际领先水平。此前研发的BBO、LBO紫外非线性光学晶体已实现全球产业应用，KBBF晶体更是长期占据技术垄断地位。ABF晶体的研发突破，进一步巩固了我国在该领域的国际领先地位，也彰显了我国科研团队在基础研究与关键核心技术攻关方面的持续实力。
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