精密制造、量子通信等尖端科技领域，真空紫外激光凭借极短波长具有独特应用价值；然而，兼具大功率输出与长期稳定性的非线性光学晶体长期受限于材料瓶颈。传统氟代硼铍酸钾晶体（KBBF）虽性能突出，但其层状结构易解理，成为制约器件继续提升的关键障碍。针对这个世界性难题，我国科研团队提出“氟化设计—性能调控”的协同机制，并通过理论计算筛选出氟化硼酸铵（ABF）这一新材料体系。该晶体具有5.2电子伏特的大带隙、约为KDP 3.9倍的倍频效应，以及0.07@1064nm的高双折射率，在透光范围、非线性效应与相位匹配之间实现更好的平衡。工程化上，研究人员历时五年突破三项关键技术：采用自主设计的温度梯度法实现厘米级单晶生长，开发高精度定向切割工艺以保持晶体完整性，并引入双折射相位匹配方案提升波长转换效率。最终研制的ABF晶体器件将1064nm红外激光直接倍频至158.9nm真空紫外波段，能量转换效率达到国际领先水平。业内专家认为，该成果具有双重意义：在科研层面，为深空探测、光刻等需要短波光源的研究提供新的技术路径；在产业层面，有望推动我国全固态激光器关键环节实现跨越式提升。据测算，基于ABF晶体的激光系统体积可缩小至传统设备的约1/3，运行成本降低40%以上。值得关注的是，研究团队还同步开发出镓硅酸盐等系列新型晶体材料，形成覆盖193—350nm波段的技术体系。随着产业转化推进，预计三年内真空紫外激光设备有望实现国产化替代。
从材料创制到器件验证，再到面向系统应用的贯通，此次真空紫外光源的突破反映了基础研究与工程能力的协同。面向未来，持续提升关键材料的可制造性与可验证性，将有助于把科研成果更快转化为产业能力与持续创新动力，为精密制造与前沿科学探索提供更有力的支撑。