中国又多了一张王牌!根据消息,中科院潘世烈团队经过近十年,攻克了氟化硼酸铵(ABF)晶体难点,创下三项世界纪录,首次实现158.9纳米直接倍频真空紫外激光输出。 这张牌的全名叫氟化硼酸铵,但你可千万别小看它,正是这块小小的晶体,让中国在尖端激光技术这个高精尖的赛道上,再次站上了无人能及的顶峰。 这背后,是中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队,将近十年无人问津的寂寞和埋头苦干。 在光的世界里,有个基本规律,就是波长越短,能量越高,能干的活儿就越精细。 当光的波长短到200纳米以下,就钻进了“真空紫外”这个特别的领域,想弄出这种光,光有激光器还不行,你还得有个特别厉害的“翻译官”,它就是非线性光学晶体。 长期以来,这个领域的王者,是我们中国人自己发明的氟硼酸钾铍晶体,它是全球唯一能实用化输出200纳米以下激光的神奇材料。 这本身就是个传奇,但科学永远在追求极致,全世界都在寻找一种能输出更短波长、性能更全面的新晶体,这几乎成了一道无法逾越的高墙。 一块晶体要想在真空紫外波段大显身手,它既要足够“透明”,让光线几乎无损耗地通过;又要有足够强的“变频”能力,高效地把长波长的光变成短波长的光;同时还需要一个叫“双折射率”的参数足够大,才能满足技术上的匹配条件。 这几个要求互相牵制,此消彼长,就像让一个人同时成为短跑冠军、举重冠军和马拉松冠军一样,太难了,无数顶尖科学家尝试了各种方案,但最终的成品,性能始终无法超越前辈。 这时候,潘世烈团队的打法就完全不一样了,他们没有在老路上反复试验,而是选择回到最基础的化学原理,直接在元素周期表里搞起了“神仙操作”。 他们大胆地想:既然现有的材料体系不行,为什么不创造一个全新的体系?于是,他们开创性地将元素周期表中电负性最强的氟元素,像一位顶级建筑师一样,巧妙地“嫁接”到硼酸盐的结构里,创造出一种全新的氟化硼酸盐基团。 这操作,说白了,就是直接从基因层面给晶体动了场“大手术”,从根源上解决了几个关键性能“打架”的核心矛盾。 从完美的理论图纸到一块真正能用的晶体,中间的距离,比想象中远得多,这就像你设计出了最完美的跑车图纸,但怎么把它造出来,每个零件怎么打磨,那才是真正的考验。 团队不仅要在实验室里合成这种地球上本不存在的化合物,更艰巨的任务,是要把它“养”成一块足够大、内部完美无瑕的厘米级高品质单晶。 晶体生长的过程,对环境的要求极其苛刻,任何一点细微的温度、压力波动,都可能让数月的心血毁于一旦,攻克生长和加工的工艺难关,其难度丝毫不亚于理论上的创新。 当这块比钻石还珍贵、凝聚了无数心血的氟化硼酸铵晶体,真的被他们“养”出来之后,一个全新的时代开始了。 利用这块晶体,科学家们首次通过直接倍频的方式,获得了波长仅为158.9纳米的真空紫外激光。 这不光是刷新了最短波长的世界纪录,更是把输出能量和转换效率这两项核心指标,也一并提升到了世界之巅。 这一系列无可辩驳的成果,最终登上了世界顶级科学期刊《自然》的封面,用实力告诉世界:在这个关键领域,中国不仅是曾经的领跑者,更是现在的定义者。 信息来源:央广网
