中科院工作人員在觀察深紫外全固態(tài)激光源平臺的運(yùn)行情況 近日,，我國成功自主研制出8臺深紫外固態(tài)激光源裝備，不僅是全球首創(chuàng),，有望使我國科學(xué)家在一系列前沿探索中占據(jù)主動,，更能推進(jìn)我國尖端科研設(shè)備產(chǎn)業(yè)化。 我國成為世界上唯一能夠制造實(shí)用化深紫外全固態(tài)激光器的國家 深紫外激光波段（DUV）是指波長短于200納米的光波,，具有能量分辨率高,、光譜分辨率高,、光子通量密度大等特點(diǎn)。深紫外激光技術(shù)在物理,、化學(xué),、材料、生命等領(lǐng)域有重大應(yīng)用價值,。然而,，“缺乏實(shí)用化、精密化激光源,，影響了DUV科研裝備和前沿研究的發(fā)展,。”中科院理化所研究員,、“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制”項目首席科學(xué)家許祖彥院士說,。 要產(chǎn)生深紫外波段激光，關(guān)鍵是找到合適的非線性光學(xué)晶體,。在科學(xué)界,，200納米常被形容為一堵“墻”，誰突破了這堵墻,，就可能在深紫外重大前沿裝備及相關(guān)領(lǐng)域的探索中占據(jù)制高點(diǎn),。 經(jīng)過10余年努力，中科院的科研人員在國際上首先生長出大尺寸氟硼鈹酸鉀晶體（KBBF）,。經(jīng)測試,，該晶體是第一種可用直接倍頻法產(chǎn)生深紫外波段激光的非線性光學(xué)晶體。許祖彥院士研究組與陳創(chuàng)天院士研究組合作,，在此基礎(chǔ)上發(fā)明了KBBF晶體的棱鏡耦合技術(shù),，即無需按照匹配角斜切割，即可實(shí)現(xiàn)激光倍頻輸出,。 KBBF晶體的棱鏡耦合技術(shù)，使獲取實(shí)用化的激光源器件成為可能,。該技術(shù)已經(jīng)獲得中,、美、日3國發(fā)明專利授權(quán),，保證了我國在深紫外激光輸出的全球領(lǐng)先地位,。 隨著晶體和器件制造的突破，我國科學(xué)家在全固態(tài)激光領(lǐng)域首次打破200納米這個壁壘,， 搭建了深紫外非線性光學(xué)晶體與器件和深紫外全固態(tài)激光源兩個平臺,，我國也因此成為世界上唯一能夠制造實(shí)用化深紫外全固態(tài)激光器的國家。 8臺科學(xué)裝備屬國際首創(chuàng),，部分產(chǎn)品將進(jìn)行一定的產(chǎn)業(yè)化探索 實(shí)用化的深紫外全固態(tài)激光源設(shè)備出現(xiàn)之前,，獲取小于200納米的深紫外波段,，主要依靠同步輻射和氣體放電等非相干光源。這些光源雖有波長短,、波段寬的優(yōu)勢,，但設(shè)備造價高昂，而且存在能量分辨率低,、光子通量小,、密度低等不足，不能滿足深紫外波段前沿科學(xué)裝備發(fā)展的需求,。 “一些同步輻射裝備,，花費(fèi)近億元，體積也非常大,，實(shí)用性比較差,；深紫外全固態(tài)激光器不僅大大降低了儀器成本，還有更好的性能,?！痹S祖彥說。經(jīng)過3年多的努力,，我國科學(xué)家在國際上首次研制成功8臺實(shí)用化,、精密化的深紫外固態(tài)激光源裝備。 這8臺科學(xué)儀器是：深紫外激光拉曼光譜儀,、深紫外激光光化學(xué)反應(yīng)儀,、深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡、深紫外激光光致發(fā)光光譜儀,、深紫外激光自旋分辨角分辨光電子能譜儀,、光子能量可調(diào)深紫外激光光電子能譜儀、深紫外激光原位時空分辨隧道電子譜儀以及基于飛行時間能量分析器的深紫外激光角分辨光電子能譜儀,。 許祖彥介紹,，這8臺機(jī)器，不僅在裝備上是國際首創(chuàng),，性能指標(biāo)也國際領(lǐng)先,，并實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵指標(biāo)的突破。目前,，這8臺科學(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)體和催化劑等的研究中獲得了重要結(jié)果,。比如，利用深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡對石墨烯開展研究,，為石墨烯等光電子材料發(fā)展和應(yīng)用提供有力的研究手段,；利用光子能量可調(diào)深紫外激光光電子能譜儀,，首次將光子能量連續(xù)可調(diào)深紫外激光應(yīng)用到光電子能譜儀，可在變激發(fā)波長條件下,，同時實(shí)現(xiàn)高能量分辨,、角分辨和體效應(yīng)觀測功能。 據(jù)介紹,，我國的尖端科學(xué)儀器幾乎全為進(jìn)口,，我們雖能寫出前沿的論文，卻做不出高端的設(shè)備,，“能產(chǎn)蛋卻不能養(yǎng)雞”,。這8臺深紫外固態(tài)激光源裝備及其在科學(xué)儀器上的突破，使這一局面得以改觀,。 值得一提的是,，這次研制還進(jìn)行了一定的產(chǎn)業(yè)化探索?！吧钭贤夤虘B(tài)激光源前沿裝備研制項目”總體部總經(jīng)理詹文山說,，在一期項目立項之初，就考慮了今后做產(chǎn)業(yè)化的可能,，并不是一錘子買賣,。為此，項目團(tuán)隊初步打造了“晶體―光源―裝備―科研―產(chǎn)業(yè)化”自主創(chuàng)新鏈,。在成功研制8臺重大儀器設(shè)備的同時,，還搭建有深紫外非線性晶體和器件研制平臺、深紫外固態(tài)激光器研發(fā)平臺和深紫外應(yīng)用儀器開發(fā)平臺,。 詹文山說,，有了平臺，深紫外儀器的研制及其商品化有了基礎(chǔ),。他表示,，當(dāng)前，核心器件深紫外晶體及器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)50個的小批量生產(chǎn),，為后續(xù)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)化奠定了一定的基礎(chǔ),。項目團(tuán)隊已經(jīng)聯(lián)合中科科儀選定深紫外激光發(fā)射電子顯微鏡作為產(chǎn)業(yè)化嘗試。據(jù)了解,，當(dāng)前已經(jīng)接到了多家單位的訂單，其余幾臺機(jī)器的產(chǎn)業(yè)化工作也正在醞釀,。 當(dāng)前,，產(chǎn)業(yè)化面臨的實(shí)際困難，除了市場范圍有限之外,，是如何更好更快的生長出KBBF晶體,。詹文山說,，生長出一塊實(shí)用的高質(zhì)量晶體非常困難，通常需要好幾個月,。不過,，詹文山表示，研究團(tuán)隊已經(jīng)找到提高晶體生長成品率和晶體厚度的方法,，加上器件制備技術(shù)的完善,，有信心滿足二期及今后產(chǎn)業(yè)化的需求。 轉(zhuǎn)自中國人民網(wǎng)-科技
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