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                        美國(guó)APC公司發(fā)表研制成功KBBF晶體聲明

2016年2月早些時(shí)候，美國(guó)APC（先進(jìn)光學(xué)晶體）公司網(wǎng)站發(fā)布聲明，宣布該公司與克萊門森大學(xué)合作，用15年的時(shí)間終于研制出氟代硼鈹酸鉀晶體（KBBF），這種激光晶體能夠用于制造深紫外激光器。聲明中說(shuō)，2009年中國(guó)開(kāi)始禁止向國(guó)外提供這種具有戰(zhàn)略意義的晶體。該公司聲明稱，他們制造的晶體可以與中國(guó)制造的晶體相媲美，在部分關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域超過(guò)中國(guó)同類材料。聲明中表示，這種晶體將提高美國(guó)探測(cè)國(guó)防威脅的能力，同時(shí)也將為科學(xué)研究和測(cè)量技術(shù)提供新的能力，這種材料被認(rèn)為是“游戲規(guī)則改變者”。

不過(guò)，中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域并沒(méi)有坐等美國(guó)的趕超。據(jù)中科院網(wǎng)站報(bào)道，2015年8月，中國(guó)福建物構(gòu)所發(fā)現(xiàn)新型無(wú)鈹深紫外非線性光學(xué)晶體材料LSBO。報(bào)道稱，新發(fā)現(xiàn)的LSBO晶體有望成為下一代深紫外非線性光學(xué)晶體的優(yōu)秀候選材料。

2009年美國(guó)《自然》雜志文章《中國(guó)藏起了這種晶體》報(bào)道中國(guó)禁運(yùn)KBBF晶體

美國(guó)APC公司網(wǎng)站上發(fā)表的聲明稱：

KBBF是一種非線性光學(xué)晶體材料，它能夠?qū)⒓す廪D(zhuǎn)化為史無(wú)前例的176納米波長(zhǎng)（深紫外）激光，從而可以制造出深紫外固體激光器。中國(guó)花費(fèi)了15年時(shí)間和數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的美元才研制出世界上第一塊KBBF晶體，這是由中國(guó)科學(xué)院陳創(chuàng)天院士領(lǐng)導(dǎo)的研究組（1990年發(fā)現(xiàn)）制造出來(lái)的，中國(guó)最初向全世界的研究者開(kāi)放提供KBBF晶體。然而，到了2009年，中國(guó)意識(shí)到這種晶體的戰(zhàn)略意義，隨即停止對(duì)外出口。美國(guó)APC公司（聯(lián)邦國(guó)有企業(yè)）與克萊門森大學(xué)合作從當(dāng)時(shí)開(kāi)始研制這種晶體，到今日APC公司成為了美國(guó)國(guó)內(nèi)唯一生產(chǎn)這種戰(zhàn)略性材料的企業(yè)。APC公司的KBBF晶體現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)過(guò)了測(cè)試和評(píng)估，并展示出了可與中國(guó)制造的同類產(chǎn)品相媲美的性能，并且在部分領(lǐng)域有所超越，這將大幅度降低這種材料的成本。

KBBF在高功率狀態(tài)下紫外線性能比上一代BBO晶體性能好兩倍，并能夠用于制造超高速激光掃描設(shè)備，這將大大提高美國(guó)國(guó)防和國(guó)土安全威脅探測(cè)能力，對(duì)美國(guó)科學(xué)研究和精密測(cè)量能力的提高而言，KBBF具有“規(guī)則改變者”的意義。目前APC公司還在繼續(xù)進(jìn)行這種產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

（APC公司聲明譯完）

觀察者網(wǎng)軍事評(píng)論員表示，據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)資料，我國(guó)最早在1990年發(fā)現(xiàn)KBBF晶體，這種晶體是我國(guó)科技工作者首先提出并研制成功，在紫外線波段性能全面優(yōu)于當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的任何材料。它的研制成功在國(guó)外引起巨大反響。

1990年時(shí)中國(guó)用這種材料實(shí)現(xiàn)了低至204.8納米相位匹配的二次諧波的發(fā)生。它是用于短脈沖（<1納秒）、高功率（1兆瓦）激光器的很有希望的材料，在紅外、可見(jiàn)、紫外光區(qū)的激光倍頻、和頻及光參量振蕩器件中有廣泛的應(yīng)用。

2013年9月9日，中科院網(wǎng)站公布，我國(guó)深紫外固態(tài)激光源系列前沿裝備日前通過(guò)驗(yàn)收，我國(guó)成為世界上唯一能夠制造實(shí)用化深紫外全固態(tài)激光器的國(guó)家。

報(bào)道提到，上世紀(jì)90年代初，在發(fā)現(xiàn)硼酸鹽系列非線性光學(xué)晶體后，中科院院士陳創(chuàng)天的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十余年的努力，在國(guó)際上首先生長(zhǎng)出大尺寸KBBF晶體。

KBBF晶體是目前唯一可直接倍頻產(chǎn)生深紫外激光的非線性光學(xué)晶體，是在非線性光學(xué)晶體研究領(lǐng)域中，繼硼酸鋇、三硼酸鋰晶體后的第三個(gè)“中國(guó)產(chǎn)”非線性光學(xué)晶體。

關(guān)于KBBF晶體基礎(chǔ)上制造的深紫外波段激光的應(yīng)用，文章提到，如今，這8臺(tái)科學(xué)儀器已經(jīng)在石墨烯、高溫超導(dǎo)、拓?fù)浣^緣體、寬禁帶半導(dǎo)體和催化劑等研究中獲得了重要結(jié)果。

以深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡(PEEM)為例，目前國(guó)際上最先進(jìn)的光發(fā)射電子顯微鏡空間分辨率最高為20nm，而采用全固態(tài)激光器后能提高到3.9nm。中科院大連化物所利用這臺(tái)儀器開(kāi)展了石墨烯/Ru(0001)表面插層反應(yīng)原位觀測(cè)，為石墨烯等光電子材料發(fā)展和應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的研究手段。

詹文山透露，目前2mm以下的KBBF晶體已可小批量生產(chǎn)，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。8臺(tái)科學(xué)儀器中，PEEM正在逐步進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化嘗試。

“晶體—光源—裝備—科研—產(chǎn)業(yè)化，深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項(xiàng)目打造了一條自主創(chuàng)新鏈，涵蓋了從提出原創(chuàng)科學(xué)思想到實(shí)現(xiàn)應(yīng)用成果這一完整的科學(xué)價(jià)值鏈，為學(xué)科交叉面廣、跨度大、探索性和工程性很強(qiáng)的原創(chuàng)性重大科研裝備創(chuàng)新積累了經(jīng)驗(yàn)，也為中科院各業(yè)務(wù)管理單元合理分工、深度融合、協(xié)力創(chuàng)新提供了典型樣本。”白春禮評(píng)價(jià)道。

美國(guó)《自然》雜志文章刊登陳創(chuàng)天院士和他的KBBF晶體，文章中提到，美國(guó)曾試圖重金聘請(qǐng)陳院士到美國(guó)，被拒絕

“這僅僅是深紫外波段儀器應(yīng)用的開(kāi)始。”許祖彥透露，項(xiàng)目二期將從物理、化學(xué)、材料拓展到信息、資環(huán)、生命等領(lǐng)域，開(kāi)展6臺(tái)國(guó)際領(lǐng)先水平的儀器設(shè)備研制工作，繼續(xù)推動(dòng)深紫外技術(shù)的深度開(kāi)發(fā)。

同時(shí)，在一期任務(wù)順利完成基礎(chǔ)上，去年中科院理化所聯(lián)合北京中科科儀等單位，在科技部支持下啟動(dòng)了深紫外儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)工作，逐步將研制成功的深紫外儀器設(shè)備推向市場(chǎng)。

美國(guó)在KBBF晶體制造技術(shù)方面的追趕是從2009年開(kāi)始的，當(dāng)時(shí)美國(guó)《自然》雜志刊登文章稱，中國(guó)開(kāi)始禁運(yùn)KBBF晶體，將對(duì)美國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的研究產(chǎn)生嚴(yán)重影響，呼吁開(kāi)始研制美國(guó)自己的KBBF晶體。

據(jù)查詢，正是從2009年開(kāi)始，美國(guó)政府開(kāi)始直接對(duì)APC公司的KBBF項(xiàng)目撥款，項(xiàng)目啟動(dòng)資金約15萬(wàn)美元，此后又在2011年追加50萬(wàn)美元，完成了項(xiàng)目相關(guān)預(yù)研。此后進(jìn)入正式的研制開(kāi)發(fā)階段，迄今項(xiàng)目耗資“數(shù)百萬(wàn)美元”（具體數(shù)字沒(méi)有查詢到）。

KBBF是制造1兆瓦脈沖激光器的理想材料，美國(guó)YAL-1激光反導(dǎo)試驗(yàn)飛機(jī)的發(fā)射功率就是1兆瓦。不過(guò)，深紫外波段激光在大氣層內(nèi)沒(méi)有實(shí)用意義，很容易被大氣吸收。

KBBF是制造1兆瓦脈沖激光器的理想材料，美國(guó)YAL-1激光反導(dǎo)試驗(yàn)飛機(jī)的發(fā)射功率就是1兆瓦。不過(guò)，深紫外波段激光在大氣層內(nèi)沒(méi)有實(shí)用意義，很容易被大氣吸收