“中国牌”晶体，何以“断层”领先数十年？ | 科技自立自强之路

“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。”

2009年2月

《自然》杂志一篇题为

《中国“藏匿”的晶体珍宝》的 调研文章

引发国际同行广泛关注

其中认为中国禁运氟代硼铍酸钾晶体 （KBBF）

将对美国功能晶体等研究产生严重影响

该文的缘起

是中国2007年停止对外提供KBBF晶体

美国不惜重金求购或邀请中国专家去美工作

都被严词拒绝

中国科学家用国际领先的自主创新成果

在高技术领域对美国说“不”

从20世纪60年代开启理论研究

到80年代研制出低温相偏硼酸钡晶体 （BBO）

以及三硼酸锂晶体 （LBO）

再到90年代研制出KBBF晶体

中国科学院福建物质结构研究所

（以下简称福建物构所） 等单位的科学家

打破中国在晶体生长领域仿制、跟跑的局面

让“中国牌”晶体闪耀世界

▲LBO晶体。

作为一类重要材料

晶体是指能自发地生长成

规则几何多面体形态的物体

随着科技进步和经济发展

人工功能晶体已成为激光设备等

不可或缺的基础材料

激光技术是20世纪“四大科技发明”之一

作为激光设备的上游关键部件

非线性光学晶体可以

将某一频率的激光转换成另一种频率的激光

当时

国外已发现一些非线性光学晶体材料

而中国尚未研发出自己的晶体

1945年

我国结构化学领域开拓者卢嘉锡留学归国

组织队伍开始晶体材料研究

国外晶体研究已开展数十年

我国如何赶超？

基于对国际国内晶体研究的分析

卢嘉锡认为

探索新晶体材料

不应受国外学术思想束缚

跟在外国人的后面走

而应在总结分析国外已有工作基础上

走自主创新道路

1960 年

卢嘉锡经过深思熟虑

向中国科学院和福建省委提出

将福建分院筹建的“六所一室”整合

最终形成福建物构所

自此开始研制非线性光学晶体

▲20世纪60年代，建所初期的结构化学研究队伍。

缺乏技术、没有经验和专业人才

科研人员只能从仿制起步

即便如此

卢嘉锡还是凭借研究积累

部署了结构化学、非线性光学晶体等研究方向

构想有了

关键是靠大团队联合开展大攻关

卢嘉锡想方设法

从高校调来理论物理等专业的毕业生

陈创天 （2003年当选中国科学院院士）

就是其中之一

原本学理论物理的陈创天

根据研究所发展需要

系统学习了结构化学知识

▲20世纪70年代，卢嘉锡（左）指导福建物构所科技人员工作。

1976年

苦心钻研近十年后

陈创天提出阴离子基团理论

次年被任命为非线性光学材料探索组组长

到1979年

研究组发现BBO是个非常有希望的新型材料

三年后，他们终于生长出大块BBO晶体

▲科研人员早期使用的手摇计算机。

中国科学家以翔实的数据和无懈可击的实验

证明了BBO晶体是非中心对称的晶体

在200纳米至350纳米波长范围内

透过率可达到80%以上

▲BBO晶体。

“中国牌”晶体横空出世

正当外国学者为之感到震惊时

中国科学家又于1987年宣布新的重磅成果

他们发现并生长出第二块“中国牌”晶体LBO

与BBO相比

LBO紫外截止波长移到150纳米

是实现高功率三倍频输出最好的非线性光学晶体

BBO、LBO晶体

分别被美国《激光电子学》杂志

评为1987年、1989年“十大尖端产品”

▲BBO、LBO获评“十大尖端产品”。

1988年

福建物构所进一步加强成果转化

成立福建福晶科技股份有限公司

（以下简称福晶科技)

开启BBO、LBO晶体商业化之路

“商业化后，外国就眼红了。”

陈创天的学生、中国工程院院士吴以成回忆

美国曾以专利无效为借口和中国打官司

希望能取消中国的LBO晶体专利权

“他们蹩脚的理由最终没得逞。”

研发出BBO、LBO后

陈创天团队等经过反复计算和思考

又踏上新型非线性光学晶体探索之路

最终研制出全球独一无二的KBBF晶体

让激光最短波长达到184.7纳米

在深紫外激光领域大展身手

2008年上市的福晶科技

如今已成为全球知名的LBO、BBO等龙头厂商

产品广泛应用于激光、半导体等领域

2023年实现营业收入7.82亿元

▲晶体提拉生长车间 。（本文图片均由福建物构所提供）

今天，我国的原创晶体

在研制和应用上不断取得新成果

始终领先国际

几十年过去了

“中国牌”晶体这个“老字号”

更显创新活力

“跟在别人屁股后面永远不是创新。”

正是有了国家和中国科学院

对晶体研究的持续大力支持

有了几代科学家的团结互助、勠力创新

我国晶体研究才长盛不衰

全文请见9月2日《中国科学报》将刊发的文章

逆境中长出的“中国牌”晶体

来源：中国科学报

责任编辑：刘映含