首頁 > 2010科學(xué)發(fā)展報告

2011年01月24日15:14 | 中國發(fā)展門戶網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號：T|T

關(guān)鍵詞： 2010科學(xué)發(fā)展報告 2010 科學(xué)發(fā)展報告 中國科學(xué)院院士 

新型深紫外非線性光學(xué)晶體KBe2BO3F2（以下簡稱KBBF）是目前世界上唯一一種能通過直接倍頻的方法產(chǎn)生Nd-基激光六倍頻（波長為177.3納米）諧波光的材料。而中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所功能晶體與激光技術(shù)重點實驗室則是目前世界上唯一能提供KBBF晶體器件的實驗室。該實驗室的陳麗娟研究員和陳創(chuàng)天院士在《2010科學(xué)發(fā)展報告》上以“深紫外非線性光學(xué)晶體KBe2BO3F2的發(fā)現(xiàn)、生長及其應(yīng)用”為題，對這項科研成果進(jìn)行了系統(tǒng)回顧。

文章首先指出自20世紀(jì)80年代以來中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所陳創(chuàng)天研究組及其他研究組先后發(fā)現(xiàn)了BBO（β-BaB2O4）、LBO（LiB3O5）、CBO（CsB3O5）和CLBO（CsLiB6O10）等晶體，實現(xiàn)了Nd-基激光2，3，4，5次倍頻（波長范圍為400～213納米）。但是對于科學(xué)家越來越需要的波長短于200納米的深紫外相干光源的產(chǎn)生方法，國際研究專家卻束手無策。

以B3O6基團(tuán)為基本結(jié)構(gòu)單元的BBO晶體和以B3O7為基本結(jié)構(gòu)單元的LBO、CBO、CLBO晶體都不能實現(xiàn)200納米以下的倍頻光輸出。20世紀(jì)80年代末90年代初，陳創(chuàng)天研究組把研究重心轉(zhuǎn)移到了BO3基團(tuán)，發(fā)現(xiàn)KBBF是一種新的深紫外非線性光學(xué)晶體。這一發(fā)現(xiàn)打破了十幾年來“200納米以下深紫外光譜區(qū)域是一堵難以逾越的墻”這一瓶頸。

文章接著介紹到助熔劑法生長的KBBF晶體的厚度有限，限制了它在深紫外諧波光輸出方面的應(yīng)用。陳創(chuàng)天研究組發(fā)展了一種新的“局域自發(fā)成核生長技術(shù)”，推動了晶體實用化器件的發(fā)展。

由于KBBF晶體的層狀習(xí)性，很難沿著相位匹配方向切割。陳創(chuàng)天研究組和許祖彥院士研究組合作發(fā)明了棱鏡耦合技術(shù)。該技術(shù)在國際上首次實現(xiàn)了Nd-基激光六倍頻（波長為177.3納米）諧波光以及可調(diào)諧鈦寶石激光的四倍頻諧波光（波長范圍為175～232.5納米）輸出。從而正式突破了“200納米以下深紫外光譜區(qū)是一堵難以逾越的墻”這一觀點。

文章最后指出由KBBF-PCD器件所產(chǎn)生的深紫外諧波光作為光源，在光電子能譜儀，光發(fā)射電子顯微鏡以及193納米光刻技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。我國也從2007年7月開始啟動重大專項項目，將將KBBF-PCD器件用于7臺前沿儀器設(shè)備。陳創(chuàng)天院士等堅信，由KBBF晶體所發(fā)展出來的全固態(tài)深紫外相干光源將在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用并推動相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展。（摘自中國科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報告”課題組撰寫的《2010科學(xué)發(fā)展報告》）

返回頂部文章來源： 中國發(fā)展門戶網(wǎng)