新疆理化所攻克氟化硼酸铵晶体 实现真空紫外激光最短输出波长新突破

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中国科学院新疆理化技术研究所中，晶体材料研究中心内，那厚重的实验室大门，静静合拢了，高性能氟化硼酸铵晶体，正在恒温恒压的专属腔体里，悄无声息地去完成原子的规整排布。不久之前，这种代号为ABF的新型晶体，登上了国际顶级学术期刊《自然》，这项成果，是由边疆科研团队完成的硬核成果，一下子，就让地处祖国西北边陲的新疆理化所，走入了全球材料学界的视野。

有这样一种晶体，它被称作ABF晶体，首次达成了直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出的成果，在该领域创造了当前最短输出波长的世界纪录。在最近的二十年时间里，存在一个团队，位于新疆理化所，名为光电功能晶体材料创新团队，一直将目标直指世界科技前沿场所，以及国家重大需求之处，在塞外的戈壁环境里，用心投入，深入钻研，先后成功创制出数量众多的新型光学晶体，这些晶体以ABF晶体作为代表，拥有自主知识产权。

”找对方向、信念坚定、踏实苦干前提下，探索新晶体好似奔赴人迹罕至的没人的山峰，并终究必将能站上峰顶。”新疆理化所所长潘世烈讲道，对于他们而言，ABF晶体地研究成功仅仅只是团队攻克深紫外光源很小的一步，而这群扎根在边疆当地的科研人员，拥有着更清晰的长远规划：全力去研发新一代性能更出色优异的深紫外非线性光学晶体。

要是将激光器比作那种能够照射特殊光束的称做“超级手电筒”的东西，那么非线性光学晶体便是处于筒身里的那块核心的被叫做“魔法镜片”的部件，它能够把普通激光转变为特殊波长的超强光束，如今已然是高端极端科研装备、微米级精密激光制造领域不可或缺的新一代核心光源。在很长的一段时间当中，要一并满足“大带隙、强非线性光学效应、高双折射、易生长”如此众多严苛性能的新型晶体，是各个国家材料学界所公认的世界性难题。在过去的几十年期间，全球范围内的科学家们已然尝试过上百种不同的方案，然而，自始至终都未曾能够寻觅到那种可以平衡所有优异性能的达成理想状态的材料，大多数彼此相关的带有探究意义的活动向来皆是停留在局部一部分元素被替换的层面之上，如此这般的情况很难触碰到材料自身所具备属性的可称为本质上实质突破的那种进展。

团队摆脱现有研究的固化思路，将印着元素周期表的海报张贴于每个工位的醒目位置，多次开展集体头脑风暴挑选潜在的“优势元素”，最终把突破口确定在元素周期表右上角、电负性最强的氟元素上。此前几乎无人把氟元素引入新型硼酸铵晶体设计，团队经验证发觉氟原子能在晶体结构里恰好起到关键的性能平衡作用。遵照“氟化设计及性能调控”这一全新思路，他们采用如同搭建积木那般精准的原子排布方案，先是开展大量模拟计算，针对原本需半年方可算完的一个化合物有效性验证进行反复迭代优化，进而逐步确认了ABF晶体的应用可行性。

自2016年首次长出毫米级晶体，突破二百纳米波长门槛，历经多年，到2024年攻克厘米级单晶生长的无数工艺难关，期间团队十年如一日坚守实验室，记录每一组温度、压力参数，克服晶体先天层状生长习性，最终实现从合成、生长到器件加工全链条自主可控，进而有了此次真空紫外输出的世界纪录突破。如今该团队依旧扎根在边疆，凭借久久为功的持续攻关，为我国高端科研装备升级以及先进激光制造领域持续不断提供关键材料支撑。

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