“中国晶体”再上新！上一代KBBF让美国追赶了15年

作者：洞拐 | 科工自媒体博主

1月29日，中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队在《自然》上发表论文，公布了自己的真空紫外非线性光学晶体上的进展。这种最新的氟化硼酸铵（ABF）晶体，首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出，在输出波长、纳秒脉冲能量、转换效率三方面全方位刷新世界纪录。

总结一句话，就是一个晶体创了三个纪录。该晶体是实现全固态真空紫外激光输出的核心材料，在精密制造、前沿科研等领域都有重要作用。而说起该领域另一个重磅晶体，上世纪90年代陈创天院士研制的氟代硼铍酸钾（KBBF）晶体，则是让美国追赶了15年，被称为“中国晶体”。

早在1968年，陈创天院士就提出了阴离子基团理论，之后基于该理论，于1991年发现了KBBF晶体。这里说“发现”没说“发明”，是因为该晶体当时还不是人工生长的，后来一直到2001年，陈创天才在KBBF人工生长上取得突破，并在中美日获得专利授权。

该晶体用在激光器上，搞出了184.7纳米的激光，而当时普遍认为固体激光器波长不能小于200纳米。波长184.7纳米是什么概念？DUV光刻机用的ArF光源波长是193纳米，而ArF是准分子激光器，短波长相对容易实现，早在20世纪60年代，苏联科学家就搞出了波长172纳米的氙气激光器。而固态激光器，正如前文所说，在KBBF诞生之前，学界甚至认为波长做不到200纳米以内。而这次中国科学院新疆理化技术研究所搞出的ABF晶体，输出激光波长是158.9纳米，比KBBF晶体更进了一步。

2001年陈创天人工合成KBBF晶体后，美国开始眼红这个成果，2009年《Nature》发表文章《China's crystal cache》，中文一般译作《中国藏起了这种晶体》，内容主要是吐槽中国禁运KBBF晶体，对美国相关领域产生了影响。所以“中国晶体”这个称号，也不是我们自封的，而是《Nature》给KBBF的称号。后来2016年，美国先进光学晶体公司终于研制出KBBF晶体，打破了中国长达15年的垄断。这种“反向垄断”的事情，在科技界确实不多，所以KBBF真对得起“中国晶体”这个称呼。

但很不幸的，2018年10月31日，陈创天院士因病去世。尽管KBBF晶体之父去世了，但这个事业已经后继有人。2016年，就在美国攻克KBBF晶体时，潘世烈团队就首次合成了ABF化合物；但又过了差不多10年，潘世烈团队才合成了这次发布的ABF晶体，在该领域创造了输出波长、纳秒脉冲能量、转换效率三个世界纪录。

潘世烈博士后阶段师从陈创天，2018年陈创天去世，潘世烈还以学生身份发了悼文。所以潘世烈团队搞出更先进的“中国晶体”，也是算是对陈创天院士事业的继承和发扬。据潘世烈接受央视采访时所说，在其研制出ABF晶体之前，直接倍频产生短至158.9纳米的光源全球是没有的，所以这是一个引领世界的创新。

至于该晶体的用途，潘世烈称未来可能用于“空间通信”。中国通信技术在5G时代已经领先，而伴随着ABF晶体等一众创新，该领先优势势必还要扩大。而该优势往前追溯，都是老一辈科学家在上世纪打下的基础。一切领先，都不过是前仆后继的结果。

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