激光技術作為20世紀最具革命性的發明之一，其發展高度依賴非線性光學晶體這一關鍵材料。近日，我國科研團隊在真空紫外非線性光學晶體領域取得重大突破，成功研制出氟化硼酸銨（ABF）晶體，首次實現158.9納米真空紫外激光直接倍頻輸出，相關成果發表于國際權威學術期刊。
中國科學院新疆理化技術研究所潘世烈研究員介紹，ABF晶體是該團隊通過十年攻關完成的原始創新成果，從材料設計理論到化合物合成、晶體生長及器件研制全鏈條實現自主可控。該晶體在直接倍頻真空紫外激光輸出領域創下三項世界紀錄：最短輸出波長達158.9納米，177.3納米激光納秒脈沖能量達4.8毫焦，光轉換效率最高達7.9%。
非線性光學晶體被譽為激光技術的"魔法鏡片"，其核心作用是將普通激光轉換為特定波長的超強光束。潘世烈解釋，真空紫外波段（波長短于200納米）激光具有光子能量高、光束質量好的特性，結合全固態激光器結構緊湊的優勢，在精密加工、前沿科學等領域具有不可替代的價值。但材料研發需同時滿足帶隙、倍頻系數、雙折射率三大要素的平衡，技術難度極高。
我國激光晶體研究始于上世紀60年代，面對國外技術封鎖，老一輩科學家通過自主組裝設備、創造科研條件，先后突破LBO、BBO、KBBF等關鍵材料。其中KBBF晶體曾保持全球唯一200納米以下激光輸出紀錄長達31年，直至2007年我國停止對外供應，徹底打破國外壟斷。
ABF晶體的研發延續了這種自主創新傳統。研究團隊從氟化機制理論創新出發，攻克了晶體生長從毫米級到厘米級的技術瓶頸，制備出國際首個高效倍頻器件。潘世烈特別強調，新晶體在納秒脈沖能量和轉換效率等關鍵指標上實現質的飛躍，未來通過工藝優化仍有提升空間。
這項突破將為我國高端科研裝備和精密制造提供核心支撐。在超導研究等前沿領域，ABF晶體可助力開發更精密的探測設備；在工業制造方面，其輸出的短波長激光能實現納米級加工精度。研究團隊正推進激光器整機研發，計劃在空間通信等"無人區"領域創造新需求，引領國際應用方向。
目前，科研團隊已建立完整的ABF晶體技術體系，下一步將重點突破穩定生長工藝和器件加工技術，探索更短波長、更高功率的全固態真空紫外光源，持續鞏固我國在該領域的國際領先地位。
