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中国深紫外激光器领先世界:一切从一个晶体开始
浏览量:62 上传更新:2017-09-20

中科院正在开展深紫外固态激光源前沿装备研制(二期)项目和国家重大科学仪器设备开发专项研究,从物理、化学、材料领域向信息、生命资环领域拓展。

深紫外全固态激光源指输出波长在200nm以下的固体激光器,与同步辐射和气体放电等非相干光源相比,具有光子能量高、光谱分辨率高、光子流强且密度大、可低重频至高重频及纳秒、皮秒和飞秒多种运转模式等特色。长期以来,深紫外波段一直缺乏这种实用化、精密化激光源,制约了深紫外波段科学仪器和前沿研究的发展。

中国科学院研究深紫外非线性光学晶体KBBF十余年,在财政部专项资金的支持下,突破了四元相图和局域自发成核生长等技术,在国际上率先生长出大尺寸的晶体,发明了该晶体的特殊使用技术—棱镜耦合器件(已获中、美、日发明专利),突破了波长非线性调控和光束指向精确补偿等技术,研制成功8种国际首创深紫外全固态激光源,使我国成为世界上唯一能掌握精密化、实用化深紫外激光技术的国家。深紫外全固态激光源的研制成功,引起国内外广泛关注,国外数十家著名的高校及科研院所纷纷向中科院提出购买或合作要求,为了发展我国自主科学仪器设备,促进我国深紫外领域科学技术前沿研究的发展,中科院暂时禁止相关技术出口国外,并组织院内优势力量,研制成功深紫外拉曼光谱仪、深紫外光电子发射显微镜、深紫外激光光化学反应仪、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、深紫外激光原位时空分辨隧道电子谱仪、基于飞行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪、光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪8种国际首创的深紫外前沿装备,在高温超导、催化反应、石墨烯、拓扑绝缘体和超宽禁带半导体等前沿科学研究领域中不断取得重要的先进成果,已有近百篇论文发表于Nature及子刊等国际顶级期刊,不断推动相关科学仪器行业的科技进步,有望创建新的科技前沿。财政部和中科院在学科交叉面广、跨度大、探索性和工程性均很强的原创性重大科研装备研制项目管理方面进行了大量的创新,目前已形成深紫外“材料-器件-装备-科学研究”完整创新链,已成为自主研发高精尖仪器的成功范例。

在KBBF晶体和器件研制方面,理化所突破了大尺寸KBBF晶体稳定生长技术,并通过研究晶体生长相区,提高了产品成品率;发明了棱镜耦合倍频技术,形成了器件的稳定加工工艺,并将损伤阈值大幅度提高。

理化所研制的实用化深紫外全固态激光器

工作人员在操作深紫外激光光化学反应仪

在财政部和科技部的支持下,中科院正在开展深紫外固态激光源前沿装备研制(二期)项目和国家重大科学仪器设备开发专项研究,从物理、化学、材料领域向信息、生命资环领域拓展,同时开展深紫外激光光发射电子显微镜工程化研究,持续引领深紫外激光科学仪器的发展,保持和发展我国在深紫外领域的国际领先地位,推动学科前沿研究的发展。

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