20世纪90年代初,863计划开始大力支持激光器的发展,旨在将我国人工晶体材料优势转化为激光器件优势,推动激光高技术产业的发展。从那时起,产业化成为人工晶体研究者要思考的另一个问题。
我国在人工晶体领域已经走在世界前沿,但如果仅靠出口晶体赚钱,非常不划算。因为晶体的发明周期太长,没有10年时间,不可能获得可供应用的新晶体。
“如果直接将我们用10年乃至更长时间的心血发明的晶体出口到国外,那附加值太低了。”这是蒋民华院士一贯的信念。他是我国863计划新材料领域第三任首席科学家,也是我国人工晶体产业化的先驱之一,在他的倡导下,我国人工晶体走向世界。但我们以低廉的价格出口人工晶体的同时,却以相差百倍、千倍的价格进口激光器。这样的现实使我国的人工晶体科学家开始思考怎样扭转这种不利局面,如何开创我国人工晶体和激光器发展的新面貌。
他们提出了目标——先进的人工晶体要为我所用!
上世纪90年代,我国逐渐开始进行人工晶体的产业化。第一块BBO晶体的报道发表于1984年,但1985年我国才有专利法。继BBO之后的LBO拥有了专利,这也是我国第一个有自主知识产权的非线性人工晶体。1990年,中国科学院福建物质结构研究所创办了国内第一家晶体公司——福晶公司。今天,福晶公司已经发展成全球最大的人工晶体材料及器件出口公司,年出口额过亿,并已成功上市。
在国家相关科技计划,包括863计划的支持下,在BBO、LBO晶体产业化后,陈创天院士和他的研究团队并没有停止研究的步伐。他们针对这两种晶体不能实现深紫外(指波长短于200nm)光输出的缺点,运用分子工程学方法,进一步发明了KBe2BO3F2(KBBF)晶体。这一发明弥补了BBO和LBO两种晶体不能实现深紫外倍频光输出的缺陷,从而把非线性人工晶体的转换能力推向了深紫外波段。
在此基础上,我国科学家和日本科学家合作首次成功研制出能量分辨率优于毫电子伏特的超高分辨率光电子能谱仪,可以说,没有KBBF晶体和棱镜耦合技术就不可能有超高分辨率光电子能谱仪,也不可能发展具有我国特色,以深紫外激光器为基础的紫外科学仪器系列及相关的高水平研究工作。
2009年2月,《自然》以《中国“藏匿”的晶体珍宝》为题报道了中国人工晶体的成就:“中国在KBBF晶体上的垄断地位并不是一个偶然,当其它国家的材料科学家和固体物理学家面对着一种资金匮乏,投入短缺的科研状况的时候,他们的中国同行却悄然占领了一系列广阔的材料研究领域的制高点”;“其他国家在晶体生长方面的研究目前看来是无法赶上与中国的这个差距的”。
在国家长期的支持下,中国的人工晶体研究厚积薄发,从模仿、跟踪到逐步走上独立自主发展功能晶体的道路,成为我国数量逐步增多、具有国际领先水平的科学研究领域之一。2010年8月参加在北京举办的第16届国际晶体生长会议的1100多位各国代表高度评价中国晶体生长的成就;这次会议是我国人工晶体全面走向世界的标志,也是我国人工晶体和激光产业结合,走向实用化产业化的新起点。
中国高水平的人工晶体为高水平全固态激光器的发展提供了坚实的材料基础。
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