福州科技界关注:新疆理化所突破真空紫外核心材料,ABF晶体助力国产激光器升级
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1月29日,国际顶级期刊《自然》在线刊发中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队的最新成果:成功研制出新型氟化硼酸铵(ABF)非线性光学晶体,并实现158.9纳米真空紫外激光的直接倍频输出——这是目前全球基于双折射相位匹配技术获得的最短波长全固态真空紫外激光。该成果为发展紧凑、高效、低成本的全固态真空紫外光源提供了关键材料支撑,在精密光刻、超分辨成像、痕量物质探测等前沿领域意义重大。值得一提的是,福建福州近年来持续加码光电信息产业布局,已形成涵盖晶体材料研发、激光器件制造与应用集成的产业链雏形,此次突破也为闽籍科研机构与企业参与真空紫外核心技术协同攻关带来新契机。

真空紫外波段(10–200 nm)激光器的核心瓶颈在于高性能非线性光学晶体的匮乏。上世纪90年代,陈创天院士团队发明的氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体长期是该波段唯一实用化材料,但其显著的层状解理特性严重制约大尺寸晶体生长与高功率器件加工。寻找兼具高真空紫外透过率、强非线性系数、大双折射率及良好可生长性的替代晶体,成为全球光学材料领域的共性挑战。
潘世烈团队创新提出“氟化结构调控”设计策略,系统攻克“大倍频效应—高双折射—短紫外截止边”三者协同优化难题,最终构建出以ABF为代表的新型晶体体系。通过自主开发的大尺寸晶体生长工艺,团队获得厘米级高质量ABF单晶;实验证实其相位匹配下限达158.9纳米,刷新国际纪录。这一进展不仅标志着我国在真空紫外非线性光学晶体这一战略材料方向实现自主可控,更巩固了我国在全球先进激光材料领域的领先优势——福州大学、福建师范大学等本地高校已在非线性光学模拟与晶体表征方向开展合作预研,加速推动区域产学研衔接。

下一步,新疆理化所将聚焦ABF晶体的稳定化批量生长、低损器件加工及工程化激光光源集成三大方向,力争实现更短波长、更高平均功率的全固态真空紫外输出。相关技术转化有望为福建泉州、厦门等地的微纳制造装备升级提供底层光学支持,助力东南沿海高端制造向“微米级精度、原子级操控”跃升。

