美国成功破解激光炮难题突破中国技术封锁: 欧洲要求美快分享成果
 飞翔的伊卡洛斯
原创 05-12 15:21
2016年2月，美国媒体兴奋了一把，为美激光武器开发提供服务的先进光子晶体公司宣布：已经开发出有完全知识产权的KBBF（氟硼铍酸钾）晶体，是目前美国国内能够生产该战略性物质的唯一厂家，其产品质量已经达到、甚至在某些方面超过了中国企业生产的同类产品，且生产成本远低于中方此前出售（给美国）的价格。

这个KBBF晶体可不简单，为目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。它的用途非常广，特别在所谓的“大功率和超快激光”应用方面表现最佳，其实就是激光武器。也就是说，美国成功破解激光炮技术难题。也因此确实是，突破了中国技术封锁，没错，此前KBBF晶体的生产技术掌握在中国人手中。

这一技术，由中国科学院理化所院士陈创天所率领的团队经历十几年的研究，最终采用“局域自发成核生长技术”，突破大尺寸KBBF晶体生长的技术瓶颈，生长出迄今为止尺寸最大的透明块状KBBF单晶，并结合他们发明的非线性光学晶体的棱镜耦合专利技术，成功制作出KBBF晶体厚度为2.3毫米的光接触棱镜耦合器件。1996年时，利用KBBF单晶体在国际上首次获得深紫外全固态激光，这是在非线性光学晶体研究领域中，继硼酸钡、三硼酸锂晶体后的第三个由中国人完成的非线性光学晶体。

中国在基础研究领域的某项方面确实有不小的优势，其中，这是在非线性光学晶体研究领域中，中国一直在该技术领域拥有较大优势，以至美《自然》杂志相关文章称：“其他国家在晶体生长方面的研究，目前看来还无法缩小与中国的差距。”
KBBF晶体使用领域广泛，也因此美国人将其列为“战略级物资”。主要用于各种激光器，能够缩短激光的波长，发出具有极窄频宽的紫外光波，可用于建造超高分辨率光电子能谱仪、超导测量、光刻技术等前沿科学研究，对微纳米加工、生物医学、激光电视、微观探测、物质检测等有重要价值。

以前中国长期对国外提供KBBF单晶体，价格还相当低。它的生产技术难度是非常大，但是生产成本却并不高，事实上，它主要意义之一，即以最低的材料成本价格，来获得深紫外光源。它主要用于科研工作，但是随着激光技术的进展，它的用途开始越来越多，甚至被应用于军事领域，包括应用到激光武器技术领域，也因此中国从2009年起，开始对它的出口加以控制，按美国人的说法，中国对美国实行了技术封锁，反正中国的供应中断了，只要投入力量进行攻关，经过努力才让美国在这一技术领域达到20年前中国的水平。同时，也让欧洲同行们纷纷要求美国提供产品，分享这一成果。

当然了，我们也没有停止前进，KBBF晶体也存在缺点，不仅是本身含剧毒元素铍，而且晶体层状生长习性严重，一个无法接受的问题。也因此，我们一直在探索新型深紫外晶体材料。据中科院网站报道，2015年8月，中国发现新型无铍深紫外非线性光学晶体材料。研究人员利用Al3+取代有毒的Be2+，设计合成了一种新型无铍深紫外NLO材料Rb3Al3B3O10F(RABF)。RABF继承了KBBF晶体的结构优点，基本保留了KBBF良好的光学性能，可以实现相位匹配。同时RABF晶体极大地克服了KBBF的层状生长习性。这一晶体有望成为下一代深紫外非线性光学晶体的优秀候选材料。