长期以来，真空紫外激光因波长短、能量高、相互作用精细等特点，先进光刻、精密加工、表面与界面分析、等离子体诊断及空间科学等领域具有重要应用潜力。然而，真空紫外波段对光学材料与器件“天然苛刻”：许多常见晶体在该波段吸收强、易受损，导致激光器难以兼顾高效率、长寿命与小型化。如何获得兼具高透过、强非线性响应、大双折射与可规模生长的新型晶体，一直是制约全固态真空紫外激光发展的核心难题之一。 从问题看，真空紫外激光的实现路径多样，但要走向紧凑、可靠的全固态方案，关键在于非线性光学晶体及其器件化能力。非线性光学晶体决定了倍频、和频等频率转换过程能否实现有效相位匹配，进而影响输出波长下限、光光转换效率以及输出稳定性。波长越向真空紫外推进，材料的透明窗口、结构稳定性和加工可用性要求越高，传统材料体系很难同时满足。 从原因看，难点集中在“材料设计—生长加工—器件性能”三个环节的协同突破。一上，晶体需要真空紫外具备足够宽的透过范围，同时保持较强的非线性系数；另一上，还要具备足够大的双折射以实现相位匹配，否则即便材料透明，也难以高效产生目标波段输出。更现实的挑战于生长与加工：晶体结构复杂、缺陷敏感，易出现裂纹、散射中心等问题；而真空紫外器件对表面质量、镀膜与封装环境要求极高，任何微小缺陷都可能造成能量损耗或损伤阈值下降。 此次研究给出了一条具有示范意义的解决路径。潘世烈团队研制的新型非线性光学晶体氟化硼酸铵（ABF），实现最短相位匹配输出波长158.9纳米，创造通过双折射相位匹配技术输出真空紫外激光的最短纪录。更重要的是，团队不仅提出真空紫外非线性光学晶体的氟化设计思路与性能调控机制，还围绕晶体生长与器件加工开展系统攻关，获得厘米级高光学质量的ABF单晶，并实现真空紫外倍频器件制备。这意味着成果并非停留在实验室概念验证，而是向工程可用的关键一步迈进。 从影响看，该成果在直接倍频真空紫外激光输出上刷新多项指标纪录，包括输出波长更缩短、纳秒177纳米脉冲能量达到更高水平、光光转换效率大幅提升。对科研与产业两端而言，这些突破将直接拓展真空紫外相干光源的能力边界：一是为更短波长、更高效率的全固态光源提供材料基础，有望降低复杂系统对大型气体激光或同步辐射等装置的依赖；二是为高精度谱学测量、材料表征等提供更稳定、更可控的光源条件；三是推动真空紫外光学元件、封装与系统集成技术的迭代，形成从材料到器件再到整机的链条式创新。 从对策看，面向成果转化与持续突破，仍需三个上持续发力：其一，建立更完善的晶体生长质量控制与评价体系，提升大尺寸、低缺陷单晶的重复性与一致性，解决规模化制备的“可复制”问题；其二，围绕真空紫外倍频器件的加工、表面处理、环境适配与寿命评估形成标准化流程，推动从实验器件走向工程器件；其三，加强与应用端的协同验证，在光刻对应的工艺、精密加工与检测、空间载荷等场景开展针对性测试，形成“需求牵引—指标闭环—迭代优化”的研发机制。 从前景判断看，随着高端制造和基础科学对更短波长、更高亮度相干光源需求增长，全固态真空紫外激光有望进入加速发展阶段。ABF及其系列晶体为这个方向提供了新的材料体系选择，也为真空紫外波段的非线性光学材料设计打开了思路空间。可以预期，围绕更短输出波长、更高转换效率、更强稳定性以及更易集成的小型化系统，未来将出现材料、器件与系统的协同升级，推动真空紫外光源从“可实现”迈向“可用、好用、用得起”。
ABF晶体的突破展现了基础研究的战略意义；在全球科技竞争日益激烈的今天，这样的原始创新不仅拓展了科学认知边界，更为产业升级提供了核心技术支撑。当实验室成果转化为实际应用优势，科技强国的建设目标正逐步成为现实。