領先全球15年的激光晶體技術,美國才研製成功,我們又進行升級

激光技術最重要的一點就是激光晶體的材料,如今我國在激光晶體技術領域一騎絕塵,將世界各國遠遠地甩在身後。而我國的KBBF晶體技術,更是讓世界各國的科學家都感到頭疼。連美國也是花了15年才宣佈攻克該技術。

領先全球15年的激光晶體技術,美國才研製成功,我們又進行升級

陳創天


陳創天在1962年從北大物理系畢業後,就進入到福建物質結構研究所學習深造,在中科院院士盧嘉錫的指導下,陳創天在化學領域深入探索了3年。期間他自學結構化學、量子化學等知識,選擇非線性光學材料結構和性能之間的關係作為研究方向。隨後又計算出了鈦酸鋇晶體的非線性係數,以及其它一些晶體的非線性光學系數。

非線性光學性質也被稱為強光作用下的光學性質,主要因為這些性質只有在激光這樣的強相干光作用下才表現出來,激光晶體就屬於其中一種。

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激光設備只有靠激光晶體才能射出特殊頻率的激光,對於非線性光學材料的探索及研究,他具有超常的天賦。早在1968年時他就發表了著名的陰離子基團理論,解釋了各種主要類型非線性光學晶體的結構與性能相互關係。

這一理論為世界各國科研人員尋找非線性光學材料,提供了一定的理論基礎。而陳創天帶領的團隊經過兩年摸索後,最終研發出具有非線性光學效應的BBO晶體。與當時國際上ADP晶體相比,性能效果超過其4倍之多。

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1983年陳創天將BBO晶體的成果在國際上展示時,整個激光界都為之震撼,此後全球80%的BBO晶體都是中國自主研發的。而世界上幾乎所有科學家都認為激光的波長在200納米之上時,1990年陳創天團隊卻再次研發出KBBF晶體,這也標誌著深紫外時代的到來。

KBBF晶體產生的最短激光波長為184.7納米,波長越短的激光設備精度與功率越高。KBB也被視為未來製造兆瓦級激光器的首選材料,當KBBF晶體面市時,馬上就在全球成為了搶手貨,有些國家更是將其作為重要資源。

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不久後我國再次推出了KBBF晶體稜鏡耦合技術,也由此確立了在深紫外固體激光領域的權威。這種晶體能助力激光反導系統、激光探測等各種技術水平的提升。

正是基於KBBF的重要性,2009年時我國就決定對外禁售KBBF這一具有戰略意義的晶體。這個措施能直接影響國外眾多國家與激光研究有關的項目。

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這也使得美國只有自主研發激光晶體。2016年在KBBF晶體問世後的15年,美國APC(先進光學晶體)公司與克萊門森大學共同合作這才打破了我國的壟斷,由此可見在激光晶體領域我國是當之無愧的領頭羊。

這些年間,我國的晶體技術沒有停滯不前,陳創天院士帶領的團隊在2015年又宣佈研發出了LSBO新型晶體,並有望成為下一代深紫外非線性光學晶體的材料。正是研究人員這種刻苦鑽研的精神,給我們帶來一次又一次的突破,讓我們領先於世界。


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