1月29日消息，中國科學院新疆理化技術研究所潘世烈研究員團隊成功創制出一種名為氟化硼酸銨（ABF）的新型非線性光學晶體，并利用該晶體實現了波長為158.9納米的真空紫外激光輸出。

這一成果不僅刷新了通過雙折射相位匹配技術產生真空紫外激光的最短波長世界紀錄，更標志著我國在高端激光核心材料領域再次取得全球領先地位。相關研究已在線發表于國際頂級學術期刊《自然》（Nature）。

全固態真空紫外光源以其體積小、成本低、綜合性能好等特點，具有重要戰略意義，非線性光學晶體是其核心材料。而非線性光學晶體如同激光系統的“心臟”，通過頻率轉換（如倍頻、和頻）將紅外或可見光“壓縮”成更短波長的紫外甚至真空紫外光。晶體的性能直接決定了激光器能否輸出特定波長、轉換效率高低以及功率穩定性。

中國在紫外、真空紫外非線性光學晶體領域的研究處于國際領先水平，中國科學家研發的BBO、LBO紫外非線性光學晶體已實現全球產業應用，為全球激光產業應用發展作出巨大貢獻。KBBF晶體作為該領域的里程碑式材料，由陳創天院士等中國科學家在20世紀90年代發明，長期以來是唯一能夠通過直接倍頻技術實現200納米以下激光輸出的實用晶體。

然而，隨著應用需求的不斷提升，尋找一種兼具真空紫外高透過性、強非線性響應、大雙折射與優異生長性能的新型晶體，一直被認為是極具挑戰性的科學難題。

而潘世烈團隊創新性提出“真空紫外非線性光學晶體氟化設計及性能調控機制”，通過分子結構工程精準調控電子云分布與晶格振動模式，成功在理論上預測并合成出ABF晶體。

在理論突破基礎上，科研人員攻克晶體生長和器件加工技術難題，成功獲得厘米級高光學質量的ABF單晶，研制出角度相位匹配真空紫外倍頻器件，最短相位匹配輸出波長可達158.9納米，創造出通過雙折射相位匹配技術輸出真空紫外激光的最短記錄，為后續器件集成與產業化鋪平道路。

潘世烈研究員表示，ABF晶體研發取得突破性進展，標志著中國在真空紫外非線性光學晶體關鍵材料方向取得重要突破。

下一步，研究團隊將持續開展ABF晶體穩定生長技術、器件加工工藝及激光光源應用的研究，力爭實現更短波長、更大能量、更高功率的全固態真空紫外激光源創新，為精密制造、前沿科研裝備等領域發展提供有力支撐。