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

關鍵詞： 2010科學發展報告 2010 科學發展報告 中國科學院院士 

新型深紫外非線性光學晶體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。而中國科學院理化技術研究所功能晶體與激光技術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天院士在《2010科學發展報告》上以“深紫外非線性光學晶體KBe2BO3F2的發現、生長及其應用”為題，對這項科研成果進行了系統回顧。

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

以B3O6基團為基本結構單元的BBO晶體和以B3O7為基本結構單元的LBO、CBO、CLBO晶體都不能實現200納米以下的倍頻光輸出。20世紀80年代末90年代初，陳創天研究組把研究重心轉移到了BO3基團，發現KBBF是一種新的深紫外非線性光學晶體。這一發現打破了十幾年來“200納米以下深紫外光譜區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用。陳創天研究組發展了一種新的“局域自發成核生長技術”，推動了晶體實用化器件的發展。

由于KBBF晶體的層狀習性，很難沿著相位匹配方向切割。陳創天研究組和許祖彥院士研究組合作發明了棱鏡耦合技術。該技術在國際上首次實現了Nd-基激光六倍頻（波長為177.3納米）諧波光以及可調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器件所產生的深紫外諧波光作為光源，在光電子能譜儀，光發射電子顯微鏡以及193納米光刻技術領域產生了深遠的影響。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臺前沿儀器設備。陳創天院士等堅信，由KBBF晶體所發展出來的全固態深紫外相干光源將在越來越多的領域發揮重要的作用并推動相關科學和技術的發展。（摘自中國科學院“科學發展報告”課題組撰寫的《2010科學發展報告》）

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