新型非线性光学晶体让真空紫外激光技术有了大突破

咱国家的科学家最近弄出了个特别的东西,叫新型非线性光学晶体,让真空紫外激光技术有了大突破。大家都知道,全固态真空紫外激光这玩意儿,核心材料就是非线性光学晶体。这种材料不仅得能耐得住紫外光的折腾,非线性光学效应得强,还得抗得住激光的伤害。过去几十年,中国科学院新疆理化技术研究所的潘世烈研究员带着团队在这方面下了苦功夫。上世纪九十年代,陈创天院士他们弄出了氟代硼铍酸钾晶体(KBBF),能发出波长不到200纳米的激光,这可是国际上公认的一大进步。不过这玩意儿有个毛病,长得像是一层层的,搞得器件设计挺难搞,功率也上不去。所以大家都想找个新的晶体材料,既能扛住大场面,又长得结实。 潘世烈他们这回就盯着这个需求去攻关了。他们想了个新招叫“氟化设计及性能调控”,通过调整晶体内部的小结构,硬是把“大倍频效应”、“高双折射率”还有“短紫外截止边”这几样性能全都给优化了。就这样,他们终于弄出了一批以氟化硼酸铵(ABF)为首的高性能晶体。光有理论还不行,还得能落地做成东西。科研人员费了好大劲儿把成核控制、生长速度还有缺陷这些工艺难题都给摆平了,造出了大块的高质量单晶。他们还自己琢磨出了怎么切、怎么磨、怎么镀膜的技术。 实验结果挺喜人,ABF的最短相位匹配波长能到158.9纳米,而且是头一回用双折射相位匹配技术把这个波段的激光给搞出来。跟老路子比起来,这法子让激光器变得更紧凑、效率更高、也更稳当。这对下一代全固态真空紫外激光系统可是个大大的好消息。专家说真空紫外激光因为波长特别短、能量特别大,在光刻、光谱分析这些前沿科学上,还有半导体加工、纳米制造这些产业上都少不了它。ABF的成功不光是学科进步的事儿,更是咱们国家搞高端光电装备和精密仪器自主创新的底气。 这事儿体现了咱们在战略材料上从跟跑变成领跑的能力。以后要是再把工艺和器件优化一下,这技术肯定能在航空航天、生命科学、信息技术这些领域派上大用场,进一步巩固咱们在国际光电竞争中的位置。