我國深紫外晶體器件、激光光源及應用進展

2017-09-14 14:22

OFweek激光網訊:深紫外全固態激光源指輸出波長在200nm以下的固體激光器,與同步輻射和氣體放電等非相干光源相比,具有光子能量高、光譜分辨率高、光子流強且密度大、可低重頻至高重頻及納秒、皮秒和飛秒多種運轉模式等特色。長期以來,深紫外波段一直缺乏這種實用化、精密化激光源,制約了深紫外波段科學儀器和前沿研究的發展。

  中國科學院研究深紫外非線性光學晶體KBBF十余年,在財政部專項資金的支持下,突破了四元相圖和局域自發成核生長等技術,在國際上率先生長出大尺寸的晶體,發明了該晶體的特殊使用技術—棱鏡耦合器件(已獲中、美、日發明專利),突破了波長非線性調控和光束指向精確補償等技術,研制成功8種國際首創深紫外全固態激光源,使我國成為世界上唯一能掌握精密化、實用化深紫外激光技術的國家。深紫外全固態激光源的研制成功,引起國內外廣泛關注,國外數十家著名的高校及科研院所紛紛向中科院提出購買或合作要求,為了發展我國自主科學儀器設備,促進我國深紫外領域科學技術前沿研究的發展,中科院暫時禁止相關技術出口國外,并組織院內優勢力量,研制成功深紫外拉曼光譜儀、深紫外光電子發射顯微鏡、深紫外激光光化學反應儀、深紫外激光光致發光光譜儀、深紫外激光自旋分辨角分辨光電子能譜儀、深紫外激光原位時空分辨隧道電子譜儀、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、光子能量可調深紫外激光光電子能譜儀8種國際首創的深紫外前沿裝備,在高溫超導、催化反應、石墨烯、拓撲絕緣體和超寬禁帶半導體等前沿科學研究領域中不斷取得重要的先進成果,已有近百篇論文發表于Nature及子刊等國際頂級期刊,不斷推動相關科學儀器行業的科技進步,有望創建新的科技前沿。財政部和中科院在學科交叉面廣、跨度大、探索性和工程性均很強的原創性重大科研裝備研制項目管理方面進行了大量的創新,目前已形成深紫外“材料-器件-裝備-科學研究”完整創新鏈,已成為自主研發高精尖儀器的成功范例。

在KBBF晶體和器件研制方面,理化所突破了大尺寸KBBF晶體穩定生長技術,并通過研究晶體生長相區,提高了產品成品率;發明了棱鏡耦合倍頻技術,形成了器件的穩定加工工藝,并將損傷閾值大幅度提高。

  在財政部和科技部的支持下,中科院正在開展深紫外固態激光源前沿裝備研制(二期)項目和國家重大科學儀器設備開發專項研究,從物理、化學、材料領域向信息、生命資環領域拓展,同時開展深紫外激光光發射電子顯微鏡工程化研究,持續引領深紫外激光科學儀器的發展,保持和發展我國在深紫外領域的國際領先地位,推動學科前沿研究的發展。 



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