潘世烈研究員（右）和米日丁·穆太力普研究員在北京舉行的新聞發(fā)布會(huì)上合影。　中新社記者 孫自法　攝

　　中新網(wǎng)北京7月14日電 （記者 孫自法）中國科學(xué)院7月14日在北京舉行專項(xiàng)新聞發(fā)布會(huì)宣布，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所（中國科學(xué)院新疆理化所）成功創(chuàng)制一種新型非線性光學(xué)晶體——全波段相位匹配晶體，成為目前世界上首例實(shí)現(xiàn)全波段雙折射相位匹配的紫外/深紫外倍頻晶體材料，將滿足半導(dǎo)體晶圓檢測等領(lǐng)域的重大需求，并有望成為應(yīng)用于大科學(xué)裝置的新晶體材料。

中國科學(xué)院新疆理化所科研人員正在進(jìn)行激光實(shí)驗(yàn)。　中國科學(xué)院新疆理化所 供圖

　　這項(xiàng)光學(xué)晶體領(lǐng)域重大理論突破和材料制備成果，由中國科學(xué)院新疆理化所晶體材料研究中心潘世烈研究員團(tuán)隊(duì)攻關(guān)完成，相關(guān)研究論文近期已在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-光子學(xué)》在線發(fā)表。

　　論文第一作者、中國科學(xué)院新疆理化所晶體材料研究中心米日丁·穆太力普研究員介紹說，激光是20世紀(jì)人類最重大的發(fā)明之一，60多年來，13項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)與激光技術(shù)密切相關(guān)。非線性光學(xué)晶體是獲得不同波長激光的物質(zhì)條件和源頭，可用來對激光波長進(jìn)行變頻，從而擴(kuò)展激光器的可調(diào)諧范圍。而在晶體中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用波段相位匹配被普遍認(rèn)為是重要的技術(shù)挑戰(zhàn)之一，決定最終激光輸出的功率和效率。

　　目前有多種技術(shù)方案可供選擇，其中利用晶體各向異性的雙折射相位匹配技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的彌補(bǔ)相位失配的有效途徑。該方案轉(zhuǎn)換效率高，但現(xiàn)有晶體均存在相位匹配波長損失，即可用晶體紫外截止邊和最短相位匹配波長的差值表征。對此，中國科學(xué)院新疆理化所團(tuán)隊(duì)之前就提出關(guān)于非線性光學(xué)晶體一種理想狀態(tài)的假設(shè)，即在基于雙折射相位匹配的非線性光學(xué)晶體中，是否可以實(shí)現(xiàn)“紫外截止邊等于最短匹配波長”的理想狀態(tài)？

本次研究的GFB晶體器件?！≈袊茖W(xué)院新疆理化所 供圖

　　本項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)制出全波段相位匹配晶體，這類晶體基于應(yīng)用廣泛的雙折射相位匹配技術(shù)，且可以實(shí)現(xiàn)對晶體材料透過范圍內(nèi)任意波長的相位匹配。該研究揭示出全波段相位匹配晶體的物理機(jī)制，并以此為指導(dǎo)獲得一例非線性光學(xué)晶體。同時(shí)，基于晶體器件實(shí)現(xiàn)193.2-266納米紫外/深紫外激光輸出，從而驗(yàn)證了其全波段相位匹配特性，使該晶體成為目前全球首例實(shí)現(xiàn)全波段雙折射相位匹配的紫外/深紫外倍頻晶體材料。

　　米日丁·穆太力普稱，研究結(jié)果表明，全波段相位匹配晶體寬的相位匹配波長范圍，使非線性光學(xué)晶體透光范圍得到充分應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)1064納米激光器二、三、四、五倍頻高效、大能量輸出，有望滿足半導(dǎo)體晶圓檢測等領(lǐng)域的重大需求。同時(shí)，該晶體具有生長容易、成本低、效率高、抗激光損傷等優(yōu)勢，有望成為應(yīng)用于大科學(xué)裝置的新晶體材料。他透露，在晶體制備方面，研究團(tuán)隊(duì)已獲中國發(fā)明專利授權(quán)，并已向歐洲、美國、日本等提交國際專利申請。

　　論文通訊作者潘世烈研究員指出，波長短于200納米的深紫外激光因波長短、光子能量高等特點(diǎn)，在信息、工業(yè)、科研、國防等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值。目前，世界上唯一可實(shí)用化深紫外倍頻晶體KBBF是由中國老一代科學(xué)家陳創(chuàng)天院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制。中國科學(xué)院新疆理化所這次實(shí)現(xiàn)全波段相位匹配晶體的理論突破和材料制備，就是接過老一輩科學(xué)家“接力棒”并努力探索研究取得。

本次研究的GFB晶體正在進(jìn)行激光實(shí)驗(yàn)?！≈袊茖W(xué)院新疆理化所 供圖

　　作為中國科學(xué)院新疆理化所所長，潘世烈研究員表示，該所下一步將加大對新型高性能、大尺寸晶體新材料的研究力度，在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上持續(xù)開展相關(guān)晶體材料、器件及激光光源應(yīng)用的攻關(guān)研究，力爭產(chǎn)出更多原創(chuàng)性、引領(lǐng)性重大創(chuàng)新成果。（完）