北京
全固態真空紫外光源以其體積小、成本低、綜合性能好等特點，具有重要意義，非線性光學晶體是其核心材料。
中國科學院新疆理化技術研究所科研團隊聚焦真空紫外非線性光學晶體材料領域基礎研究和關鍵核心技術，經過長期探索與創新，成功研制出氟化硼酸銨（ABF）晶體。同時，研究攻克其大尺寸晶體生長和器件加工技術難題，采用雙折射相位匹配技術，首次實現直接倍頻真空紫外激光158.9nm輸出。
成果為緊湊、高效的全固態真空紫外激光器提供了全新的關鍵材料體系，將在精密制造、前沿科研等領域發揮重要作用。
▲精密光學平臺上的ABF晶體器件
非線性光學晶體是實現全固態真空紫外激光輸出的核心材料，其性能直接決定了激光器的輸出波長、轉換效率等。
在該領域，氟代硼鈹酸鉀晶體（KBBF）是里程碑式材料，由中國科學院院士陳創天等我國科學家在上世紀九十年代發明，長期以來是唯一能夠通過直接倍頻技術實現200nm以下激光輸出的實用晶體。
尋找一種兼具真空紫外高透過性、強非線性響應、大雙折射與優異生長性能的新型晶體，一直被認為是該領域的科學難題。
▲激光演示
科研團隊創新性提出真空紫外非線性光學晶體氟化設計及性能調控機制，攻克“大倍頻效應—高雙折射率—短紫外截止邊”協同調控難題，創制出以ABF為代表的系列高性能晶體。在理論突破的基礎上，科研人員攻克晶體生長技術難題，成功獲得厘米級高光學質量的ABF單晶。
ABF晶體最短相位匹配輸出波長可達158.9nm，創造了通過雙折射相位匹配技術輸出真空紫外激光的最短紀錄。
ABF晶體的成功研發，標志著我國在真空紫外光學晶體關鍵材料方向取得重要突破。
▲激光演示
未來，科研人員將持續開展ABF晶體穩定生長技術、器件加工工藝及激光光源應用的研究，力爭實現更短波長、更高功率的全固態真空紫外光源創新，為精密制造、前沿科研裝備提供有力支撐。
來源：中國科學院新疆理化技術研究所
責任編輯：梁春雨
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