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美国成功破解激光炮难题突破中国技术封锁: 欧洲要求美快分享成
材料来源:北京时间           录入时间:2017/5/15 10:14:09

2016年2月,美国媒体兴奋了一把,为美激光武器开发提供服务的先进光子晶体公司宣布:已经开发出有完全知识产权的KBBF(氟硼铍酸钾)晶体,是目前美国国内能够生产该战略性物质的唯一厂家,其产品质量已经达到、甚至在某些方面超过了中国企业生产的同类产品,且生产成本远低于中方此前出售(给美国)的价格。

这个KBBF晶体可不简单,为目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。它的用途非常广,特别在所谓的“大功率和超快激光”应用方面表现最佳,其实就是激光武器。也就是说,美国成功破解激光炮技术难题。也因此确实是,突破了中国技术封锁,没错,此前KBBF晶体的生产技术掌握在中国人手中。

这一技术,由中国科学院理化所院士陈创天所率领的团队经历十几年的研究,最终采用“局域自发成核生长技术”,突破大尺寸KBBF晶体生长的技术瓶颈,生长出迄今为止尺寸最大的透明块状KBBF单晶,并结合他们发明的非线性光学晶体的棱镜耦合专利技术,成功制作出KBBF晶体厚度为2.3毫米的光接触棱镜耦合器件。1996年时,利用KBBF单晶体在国际上首次获得深紫外全固态激光,这是在非线性光学晶体研究领域中,继硼酸钡、三硼酸锂晶体后的第三个由中国人完成的非线性光学晶体。

中国在基础研究领域的某项方面确实有不小的优势,其中,这是在非线性光学晶体研究领域中,中国一直在该技术领域拥有较大优势,以至美《自然》杂志相关文章称:“其他国家在晶体生长方面的研究,目前看来还无法缩小与中国的差距。”

KBBF晶体使用领域广泛,也因此美国人将其列为“战略级物资”。主要用于各种激光器,能够缩短激光的波长,发出具有极窄频宽的紫外光波,可用于建造超高分辨率光电子能谱仪、超导测量、光刻技术等前沿科学研究,对微纳米加工、生物医学、激光电视、微观探测、物质检测等有重要价值。

以前中国长期对国外提供KBBF单晶体,价格还相当低。它的生产技术难度是非常大,但是生产成本却并不高,事实上,它主要意义之一,即以最低的材料成本价格,来获得深紫外光源。它主要用于科研工作,但是随着激光技术的进展,它的用途开始越来越多,甚至被应用于军事领域,包括应用到激光武器技术领域,也因此中国从2009年起,开始对它的出口加以控制,按美国人的说法,中国对美国实行了技术封锁,反正中国的供应中断了,只要投入力量进行攻关,经过努力才让美国在这一技术领域达到20年前中国的水平。同时,也让欧洲同行们纷纷要求美国提供产品,分享这一成果。

当然了,我们也没有停止前进,KBBF晶体也存在缺点,不仅是本身含剧毒元素铍,而且晶体层状生长习性严重,一个无法接受的问题。也因此,我们一直在探索新型深紫外晶体材料。据中科院网站报道,2015年8月,中国发现新型无铍深紫外非线性光学晶体材料。研究人员利用Al3+取代有毒的Be2+,设计合成了一种新型无铍深紫外NLO材料Rb3Al3B3O10F(RABF)。RABF继承了KBBF晶体的结构优点,基本保留了KBBF良好的光学性能,可以实现相位匹配。同时RABF晶体极大地克服了KBBF的层状生长习性。这一晶体有望成为下一代深紫外非线性光学晶体的优秀候选材料。


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