中國激光技術突現“殺手鐧”？新材料讓美國芯片制裁徹底失效！
當全球激光領域還在爲突破200納米波長壁壘而絞盡腦汁時，中國科學院新疆理化技術研究所悄然交出了一份答卷。
今天發表在《自然》雜誌上的研究成果，宣佈國產氟化硼酸銨（ABF）晶體首次實現158.9納米真空紫外激光輸出，一舉刷新三項世界紀錄。這意味着，中國在激光“核心鏡片”領域再次實現了對國際對手的超越。
如果把激光器比作超級手電筒，非線性光學晶體就是裏面最關鍵的魔法鏡片。它能把普通激光轉化成能量極高、波長極短的特殊光束。
而真空紫外激光（波長短於200納米）由於光子能量高、光束質量好，一直是精密製造和前沿科研的稀缺資源。過去30多年，全球科學家依賴的中國KBBF晶體雖然性能卓越，卻存在先天缺陷——它像千層糕一樣容易分層，很難加工出大尺寸器件，限制了激光功率提升。
新疆理化所的潘世烈團隊用十年時間破解了這一難題。他們發現，在硼酸鹽材料中引入氟元素，能像剪刀一樣剪斷過於複雜的結構網絡，形成更穩定的二維層狀排列。
這種設計讓ABF晶體同時具備三大優勢：層間結合力比KBBF增強近一倍，能長出25毫米以上的釐米級單晶；透光範圍下探到155納米，幾乎覆蓋整個真空紫外波段；激光損傷閾值達到1.6吉瓦/平方釐米，比商用LBO晶體還高。
實驗數據更令人振奮：在177.3納米工業關鍵波段，ABF晶體輸出了4.8毫焦的納秒脈衝能量，轉換效率峯值達7.9%，而傳統KBBF在相同條件下能量輸出僅0.375毫焦。
尤其值得關注的是，團隊通過雙折射相位匹配技術，首次將直接倍頻激光波長縮短到158.9納米，這相當於用“光學透鏡”替代了“巨型加速器”，讓實驗室尺度的設備也能產生極高能量激光。
這項突破的戰略意義遠超學術範疇。在高端製造領域，真空紫外激光能實現納米級精度的切割與鑽孔，可用於航空航天發動機葉片加工、醫療支架微孔加工等工藝。
在科研裝備方面，它能爲光電子能譜儀提供高分辨率光源，幫助科學家看清超導材料的電子運動規律。更關鍵的是，ABF晶體有望爲空間激光通信等“無人區”技術開闢新路徑，潘世烈坦言：“我們要用獨一無二的光源創造需求，而不是跟着西方需求跑”。
成功的背後是一支紮根西部17年的青年團隊。從2007年潘世烈放棄國外機會來到新疆，到如今年輕成員在40度高溫實驗室裏守護晶體生長爐，團隊總結出“策略、勤奮、細節、執行”的八字祕訣。
他們不僅攻克了晶體生長技術，還自研加工工藝——每種晶體像人一樣有獨特“脾氣”，需要反覆試驗切割角度和拋光力度。這種從材料設計到器件應用的全鏈條創新，正是中國突破關鍵技術封鎖的典型範式。
隨着ABF晶體走向工程化，緊湊型真空紫外激光器將不再依賴同步輻射裝置等大型設施。下一步，團隊計劃開發面向半導體檢測、量子測量等場景的原創裝備。從KBBF到ABF，中國晶體技術的每一次躍遷，都在重塑全球高端激光產業的話語權體系。
