激光技術再突破：我國成功研發出全球最薄光學晶體

2024中關村論壇年會4月25日在北京開幕。

本次論壇發布了十項重大科技成果，包括：全模擬光電智能計算芯片、量子云算力集群、300兆瓦級F級重型燃氣輪機完成總裝、第三代“香山”RISC-V開源高性能處理器核、“北腦二號”智能腦機系統、轉角氮化硼光學晶體原創理論與材料等。

在十項科技成果中，轉角氮化硼光學晶體成果，受到了小編的關注，因為這一成果跟我們的激光技術息息相關。

光學晶體是激光技術的 " 心臟 "。激光技術在微納加工、量子光源、生物監測等領域都有重要應用。集成化、微型化、多功能化是未來激光器的發展方向，中國科學家經反復組合嘗試，鎖定輕巧的氮化硼為最優選擇。

光學晶體可實現頻率轉換、參量放大、信號調制等功能，經過多年攻關，北京大學團隊創造性提出新的光學晶體理論，并應用輕元素材料氮化硼首次制備出一種“薄如蟬翼”的光學晶體“轉角菱方氮化硼”，這是世界上已知最薄的光學晶體，能效相較于傳統晶體提升了100至1萬倍，為新一代激光技術奠定理論和材料基礎。

我國科學家首創的晶體設計理論與制備方法相結合，成功使光學晶體“瘦身”至1至3微米。而傳統光學晶體厚度要在毫米級到厘米級。

研究團隊探索發現二維輕元素材料菱方氮化硼具有深紫外的帶隙、優異的物理化學穩定性、超高的激光損傷閾值和非線性系數，是非常理想的紫外光學晶體材料。基于界面轉角相位匹配理論，團隊成功制備了第三類光學晶體，轉角菱方氮化硼光學晶體。

此外，轉角相位匹配賦予氮化硼全新的功能，使其能夠有效調控參量光的偏振態。這一突破為新一代 " 極限波長 "" 極限尺寸 "" 極限穩定 " 激光技術的革新奠定了理論和材料基礎。

 據與會相關人員介紹，" 該理論的應用有望讓激光器的尺寸縮小至微米級。一些過去無法制造光學晶體的材料，也有望在材料堆疊角度的轉動中再次煥發生機 "。

目前，相關研究成果以 " 二維材料光學晶體轉角相位匹配 "（Twist-phase-matching in two-dimensional materials）為題在線發表于 《物理評論快報》（Physical Review Letters）雜志上。

深圳中為檢驗對本次研發成果表示熱烈的祝賀，隨著我國激光產業蓬勃發展，對激光技術不斷提出新要求，對激光器性能不斷提出更高的期望，對于激光器安全性檢測、評估提出更高標準，無論是工業領域、民用領域還是軍事領域，激光正在改變我們的生活，也正在引領新時代的技術革命，深圳中為檢驗作為激光設備檢測行業領航者，將繼續深耕激光產業，發揮我們的檢測優勢，助力激光企業技術革新、見證激光產業邁向新臺階。

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