2024 中關(guan) 村論壇年會(hui) 開幕式於(yu) 4 月 25 日舉(ju) 行，公布了我國科學家發明的世界上已知最薄的光學晶體(ti) ——菱方氮化硼晶體(ti) 。

據介紹，光學晶體(ti) 是激光技術的 " 心髒 "。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，中國科學家經反複組合嚐試，鎖定輕巧的氮化硼為(wei) 最優(you) 選擇。

北京大學科研團隊創造性提出 " 轉角相位匹配理論 "，並應用氮化硼首次製備出超薄、高能效光學晶體(ti) " 轉角菱方氮化硼 "。厚度僅(jin) 為(wei) 微米量級，能效提升至少 100 倍，為(wei) 新一代激光技術奠定了理論和材料基礎。

2023 年 12 月，北京大學物理學院量子材料科學中心王恩哥院士、凝聚態物理與(yu) 材料物理研究所劉開輝教授和洪浩特聘副研究員與(yu) 合作者在非線性光學晶體(ti) 領域取得重大突破。

相關(guan) 研究成果以 " 二維材料光學晶體(ti) 轉角相位匹配 "（Twist-phase-matching in two-dimensional materials）為(wei) 題在線發表於(yu) 《物理評論快報》（Physical Review Letters）雜誌上。

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(you) 異的物理化學穩定性、超高的激光損傷(shang) 閾值和非線性係數，是非常理想的紫外光學晶體(ti) 材料。基於(yu) 界麵轉角相位匹配理論，團隊成功製備了第三類光學晶體(ti) ，轉角菱方氮化硼光學晶體(ti) 。

氮化硼晶體(ti) 在寬光譜範圍內(nei) 實現了光學倍頻轉換效率的突破，3.2 微米厚度下可達 8%，同厚度下相較於(yu) 傳(chuan) 統晶體(ti) 提升了 100-10000 倍，是世界已知最薄的光學晶體(ti) 。

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(wei) 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。

劉開輝教授表示 " 該理論的應用有望讓激光器的尺寸縮小至微米級。一些過去無法製造光學晶體(ti) 的材料，也有望在材料堆疊角度的轉動中再次煥發生機 "。

附論文鏈接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.233801