在高科技领域,顶尖的技术大多掌握在美国等发达国家手中。中国在很多方面都受制于发达国家。比如说如今的芯片等。不过,有一项技术却在很长一段时间制约着西方,让美国不断追赶。项技术就是激光晶体,它曾技术封锁美国很长一段时间。美国利用15年才打破中国的封锁。下面我们就一起来了解一下,这项我国排名世界第一的技术。

什么是激光晶体

激光技术是20世纪以来,继核能、电脑、半导体之后人类又一重大发明。被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”。它的应用范围极为广泛。包括激光切割、扫描、雷达、焊接、武器等等,可应用于各行各业。而激光晶体,是一种可以将外界提供的能量,通过光电效应,转为为激光的材料。它是各种发射激光的仪器必不可少的材料,可以对光波进行频率 振幅 幅度等性质进行调控。被称为光学半导体。

中国激光及激光晶体的发展

中国的激光技术,是为数不多的在起步阶段。就已经接近当时国际水平的一项技术。最早发现激光现象的,是美国科学家肖洛和汤斯,并因此获得诺贝尔物理学奖。1960年世界上第一条激光器就已经问世,但是那时受制于激光晶体高昂的制造成本。在国外发展并不快。然而,我国在这方面却有先见之明,我国的激光科技事业,从一开始就受到国家的高度重视,上个世纪60年代,中科院副院长张劲夫提出,建议专业就干研究所的设想。

在1964年我国第一所也是当时世界上第一所激光技术专业研究所成立。同年,我国启动“6403”高能钕玻璃激光系统的研究。1965年我国开始研究高效激光系统。1966年开启军用激光的研究。这一系列的研究给我国激光科技的发展打下了坚实的基础。激光系统最重要的核心部件,就是激光晶体。

最早,我国同样在国际激光晶体的基础上进行开发和研究。直到1976年中国科学院院士陈创天院士,提出晶体非线性光学效应的阴离子基团理论。这种理论得到全世界学术界的认可,并被用于指导新型非线性光学材料的研究。陈创天院士在此基础上,开始研究新一代的激光晶体。

1977年陈创天发现一种名为β-BaB2o4(BBO)的材料。可能是一种新的非线性光学晶体,经过三年努力,确定了BBO晶体可用于紫外非线性光学晶体。

1984年陈院士在美国的激光电光会议上,介绍了这种新型晶体,刚开始许多美国科学家都在怀疑这种晶体的性能。毕竟当时的陈创天院士并不出名。然而,经过斯坦福大学先进材料中心晶体材料部的考察,以及著名教授拜耳的合作研究下,终于验证了这块晶体的优越性。

1988年陈创天团队再次研发出新型晶体LBO,这两块晶体让我国的晶体首次走向国际,并被广泛应用。同时这两块晶体获得美国光电子产业颁发的,十大光电子产品奖,不过对激光晶体的研究并没有就此止步,到1991年陈创天院士及其团队开始研制一种新型激光晶体,氟代硼铍酸钾晶体(KBBF),KBBF晶体可用于制造深紫外激光器,这种激光器能够将激光。转化成176纳米波长的深紫外激光,2001年我国终于完成KBBF晶体的研制工作。并获得中、美、日3国的专利权。这种晶体的性能,远远超过同波段的其他材料。KBBF晶体也终于让我国的激光晶体,完全领先世界。

2013年我国成功研发出世界第一台,能够制造深紫外固态激光器的国家,最早 秉承着“科学无国界”的原则。我国向全世界供应KBBF晶体,但是到了2009年,我国意识到这种晶体有着重要的战略意义。于是停止对外出口,在那时,除了中国之外,没有其它国家能够制造这种晶体。这是为数不多的我国对美国等西方国家的技术封锁。没有了这种最先进的晶体,就意味着激光技术发展受限。美国APC公司喀什与克莱门森大学合作。

研制这种晶体

经过15年的努力,APC公司终于在2016年研制出KBBF晶体刚研制成功。美国就对此大肆宣传,美国APC公司发表声明。他们已经成为美国国内唯一一家,生产这种战略性材料的企业。他们新研制的KBBF已经通过测试和评估,可以与中国同类产品相媲美,甚至在某些领域上超越中国产品,还降低了KBBF晶体的成本,还称这种晶体将大大提高美国国防力量。具有“改变行业规则”的重要意义。

认为自己已经超越了中国。然而,美国不知道的是,我国在激光晶体方面已经有了新成果,2015年8月福建物构所设计合成了一种新型激光晶体RABF,这种晶体不仅保留了KBBF晶体的光学性能,而且还克服了KBBF层状生长习性的缺点。是一种更加高效的激光晶体,这种晶体让我国的激光技术依旧处于领先地位,也让我国国防实力进一步提高。如今,美国依旧在努力追赶我国的步伐。

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