在高科技領域,頂尖的技術大多掌握在美國等發達國家手中。中國在很多方面都受制於發達國家。比如說如今的芯片等。不過,有一項技術卻在很長一段時間制約着西方,讓美國不斷追趕。項技術就是激光晶體,它曾技術封鎖美國很長一段時間。美國利用15年纔打破中國的封鎖。下面我們就一起來了解一下,這項我國排名世界第一的技術。

什麼是激光晶體

激光技術是20世紀以來,繼核能、電腦、半導體之後人類又一重大發明。被稱爲“最快的刀”“最準的尺”“最亮的光”。它的應用範圍極爲廣泛。包括激光切割、掃描、雷達、焊接、武器等等,可應用於各行各業。而激光晶體,是一種可以將外界提供的能量,通過光電效應,轉爲爲激光的材料。它是各種發射激光的儀器必不可少的材料,可以對光波進行頻率 振幅 幅度等性質進行調控。被稱爲光學半導體。

中國激光及激光晶體的發展

中國的激光技術,是爲數不多的在起步階段。就已經接近當時國際水平的一項技術。最早發現激光現象的,是美國科學家肖洛和湯斯,並因此獲得諾貝爾物理學獎。1960年世界上第一條激光器就已經問世,但是那時受制於激光晶體高昂的製造成本。在國外發展並不快。然而,我國在這方面卻有先見之明,我國的激光科技事業,從一開始就受到國家的高度重視,上個世紀60年代,中科院副院長張勁夫提出,建議專業就幹研究所的設想。

在1964年我國第一所也是當時世界上第一所激光技術專業研究所成立。同年,我國啓動“6403”高能釹玻璃激光系統的研究。1965年我國開始研究高效激光系統。1966年開啓軍用激光的研究。這一系列的研究給我國激光科技的發展打下了堅實的基礎。激光系統最重要的核心部件,就是激光晶體。

最早,我國同樣在國際激光晶體的基礎上進行開發和研究。直到1976年中國科學院院士陳創天院士,提出晶體非線性光學效應的陰離子基團理論。這種理論得到全世界學術界的認可,並被用於指導新型非線性光學材料的研究。陳創天院士在此基礎上,開始研究新一代的激光晶體。

1977年陳創天發現一種名爲β-BaB2o4(BBO)的材料。可能是一種新的非線性光學晶體,經過三年努力,確定了BBO晶體可用於紫外非線性光學晶體。

1984年陳院士在美國的激光電光會議上,介紹了這種新型晶體,剛開始許多美國科學家都在懷疑這種晶體的性能。畢竟當時的陳創天院士並不出名。然而,經過斯坦福大學先進材料中心晶體材料部的考察,以及著名教授拜耳的合作研究下,終於驗證了這塊晶體的優越性。

1988年陳創天團隊再次研發出新型晶體LBO,這兩塊晶體讓我國的晶體首次走向國際,並被廣泛應用。同時這兩塊晶體獲得美國光電子產業頒發的,十大光電子產品獎,不過對激光晶體的研究並沒有就此止步,到1991年陳創天院士及其團隊開始研製一種新型激光晶體,氟代硼鈹酸鉀晶體(KBBF),KBBF晶體可用於製造深紫外激光器,這種激光器能夠將激光。轉化成176納米波長的深紫外激光,2001年我國終於完成KBBF晶體的研製工作。並獲得中、美、日3國的專利權。這種晶體的性能,遠遠超過同波段的其他材料。KBBF晶體也終於讓我國的激光晶體,完全領先世界。

2013年我國成功研發出世界第一臺,能夠製造深紫外固態激光器的國家,最早 秉承着“科學無國界”的原則。我國向全世界供應KBBF晶體,但是到了2009年,我國意識到這種晶體有着重要的戰略意義。於是停止對外出口,在那時,除了中國之外,沒有其它國家能夠製造這種晶體。這是爲數不多的我國對美國等西方國家的技術封鎖。沒有了這種最先進的晶體,就意味着激光技術發展受限。美國APC公司喀什與克萊門森大學合作。

研製這種晶體

經過15年的努力,APC公司終於在2016年研製出KBBF晶體剛研製成功。美國就對此大肆宣傳,美國APC公司發表聲明。他們已經成爲美國國內唯一一家,生產這種戰略性材料的企業。他們新研製的KBBF已經通過測試和評估,可以與中國同類產品相媲美,甚至在某些領域上超越中國產品,還降低了KBBF晶體的成本,還稱這種晶體將大大提高美國國防力量。具有“改變行業規則”的重要意義。

認爲自己已經超越了中國。然而,美國不知道的是,我國在激光晶體方面已經有了新成果,2015年8月福建物構所設計合成了一種新型激光晶體RABF,這種晶體不僅保留了KBBF晶體的光學性能,而且還克服了KBBF層狀生長習性的缺點。是一種更加高效的激光晶體,這種晶體讓我國的激光技術依舊處於領先地位,也讓我國國防實力進一步提高。如今,美國依舊在努力追趕我國的步伐。

相關文章