中国曾经创造出世界上最好的紫外非线性光学晶体

20世纪80年代,中国科学院福建物构所研究员陈创天创造出当时世界上最好的紫外非线性光学晶体偏硼酸钡(BBO)。

当陈创天于1986年在美国旧金山举行的第14届国际电子学会议和激光与电光会议上公布后,震惊了国际学术界。

德高望众的同行拜尔专家称它为“超级晶体”或“魔幻晶体”。

一块薄如蝉翼,指甲般大小,看似与普通玻璃无异的晶片,却有着比黄金贵重十几倍、几十倍的身价。这种令人吃惊的小“玻璃片”,就是与计算机、通信、生物、激光、航天等并列当代技术发展重要前沿的新材料技术中的非线性光学材料。

自从第一台激光器问世以来,人类科学技术史翻开了新的一页。然而由于激光只能产生几种特定的波长,它的应用范围受到了极大的限制。1987年以前,世界各国的科学家们要想得到连续可调的一定波长的激光源,就要更换十几个,甚至几十个激光染料器,而每个染料器的使用寿命不超过30分钟,使用极不方便。尽管科学家们从原理上知道用非线性光学晶体能够实现以上功能,然而直到陈创天和他的非线性光学材料研究小组第一次向世界公布他们的“中国牌”光学晶体之前,这种令科学家们梦寐以求的“晶体”始终在虚无飘渺中。

1986年6月,美国旧金山,第14届国际电子学会议和激光与电光会议正在这里召开,4000多名世界光学材料专家聚集一堂。当陈创天刚刚公布完他所带来的光学晶体偏硼酸钡(BBO)的最新测试数据时,会场上响起了热烈掌声,40多位科学家向他提问题,索取资料,迫使会议不得不中断近半小时。

“那时,我确实感到作为一个中国科学家的骄傲。”陈创天对记者说。然而在此半年前,当陈创天带着BBO晶体来到斯坦福大学,同著名非线性光学专家拜尔教授合作测定它的各项非线性光学性能时,许多美国同行对它的性能还是将信将疑。先进技术和设备测试的结果震惊了国际学术界:BBO是当今世界上最好的紫外非线性光学晶体。

自从BBO晶体问世后,技术界、产业界所追求的一种简便的激光光源连续可调方法成为现实,桀骜不驯的激光终于成了人们手中随心所欲的工具。而存在了20多年的全球激光染料器生产线也由于这种晶体的出现受到了极大的冲击。

此后,陈创天和他的小组在BBO的基础上又推出了第二代(LBO)、第三代(KBBF)和第四代(SBBO)晶体,大大扩展了激光光谱的可调范围,晶体的光学性能也更加优越,至今仍居世界领先地位。BBO、LBO晶体先后被美国《激光与光电子学》杂志评为1987年度和1989年度世界十大激光高技术产品,同时也先后获得中国科学院科技进步特等奖和中科院1988年十大科技成果之一。

在1995年上半年召开的国际激光、电光学会议上,陈创天和他的科研小组的最新成果——SBBO次再次引起了世界光学材料专家们的极大兴趣。

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