由中科院承擔的深紫外固態激光源係列前沿裝備日前通過驗收，我國成為(wei) 世界上唯一能夠製造實用化深紫外全固態激光器的國家。

　　“這是我國自主研發高精尖儀(yi) 器的一個(ge) 成功範例。”9月6日，由中科院承擔的國家重大科研裝備研製項目——“深紫外固態激光源前沿裝備研製項目”通過驗收，驗收委員會(hui) 給出了如是評價(jia) 。

　　該係列前沿裝備中的深紫外非線性光學晶體(ti) 與(yu) 器件平台、深紫外全固態激光源平台，以及基於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 平台研製的8台新型深紫外激光科研裝備各項既定目標全麵完成，使我國成為(wei) 世界上唯一能夠製造實用化深紫外全固態激光器的國家。

　　中科院院長白春禮表示，該項目是中科院相關(guan) 研究所和科學家在長期科研工作積累的基礎上，協同攻關(guan) 、自主創新取得的重要成果，也是中科院近年來“致力重大創新突破、服務創新驅動發展”的具體(ti) 體(ti) 現。

　　開啟深紫外時代

　　項目從(cong) 一個(ge) 晶體(ti) 開始。

　　這是一種名為(wei) 氟硼鈹酸鉀（KBBF）的晶體(ti) 。上世紀90年代初，在發現硼酸鹽係列非線性光學晶體(ti) 後，中科院院士陳創天的研究團隊經過10餘(yu) 年努力，在國際上首先生長出大尺寸KBBF晶體(ti) 。

　　KBBF晶體(ti) 是目前唯一可直接倍頻產(chan) 生深紫外激光的非線性光學晶體(ti) ，是在非線性光學晶體(ti) 研究領域中，繼硼酸鋇、三硼酸鋰晶體(ti) 後的第三個(ge) “中國產(chan) ”非線性光學晶體(ti) 。

　　深紫外非線性光學晶體(ti) 問世後，如何將其研製成實用化、精密化激光源，則成為(wei) 一個(ge) 棘手的問題。

　　KBBF晶體(ti) 是層狀結構，難以切割，而要做到深紫外倍頻又必須切割。為(wei) 此，陳創天攜手激光技術專(zhuan) 家、中國工程院院士許祖彥，開始摸索解決(jue) 辦法。

　　“當時中國大陸還沒有這方麵的實驗裝置，我們(men) 不得不跑到香港科技大學，借用他們(men) 的實驗室。”許祖彥回憶說，兩(liang) 個(ge) 人窩在實驗室裏，每天工作到深夜一兩(liang) 點，終於(yu) 搞出了KBBF棱鏡耦合器件。

　　該器件在國際上首次實現了1064nm激光的6倍頻輸出，將全固態激光波長縮短至177.3nm，首次將深紫外激光技術實用化、精密化，並已獲中、日、美專(zhuan) 利。

　　之後兩(liang) 人密切配合，在國際上首次實現KBBF晶體(ti) 倍頻輸出深紫外激光，並最終發展出實用化的深紫外固態激光源（DUV－DPL）。

　　從(cong) 此，中國開啟了深紫外的時代。

　　從(cong) 激光源到8台裝備

　　DUV－DPL的研製成功，不僅(jin) 使得我國激光科技研究突破了200nm以內(nei) 的“深紫外壁壘”，實現了實用化、精密化，還極大推進了我國科研人員在激光科技研究領域的繼續深入。

　　許祖彥形容自己的工作是“二傳(chuan) 手”，“跟上遊討論晶體(ti) 該長成什麽(me) 樣，向下遊詢問要什麽(me) 樣的激光”。

　　他花了一年多時間，跑了二三十個(ge) 實驗室，“推銷”DUV－DPL。

　　深紫外波段（指波長短於(yu) 200nm的光波）科研裝備目前主要使用同步輻射和氣體(ti) 放電等非相幹光源。相對於(yu) 同步輻射而言，在體(ti) 積方麵，配有KBBF晶體(ti) 棱鏡耦合器件的全固態激光器體(ti) 積變得很小；在能量分辨率方麵，比同步輻射提高5~10倍以上；在光子流密度方麵，提高了3~5個(ge) 量級。

　　2007年年底，財政部專(zhuan) 門設立“深紫外固態激光源前沿裝備研製”項目，對搭建深紫外非線性晶體(ti) 和器件研製平台、深紫外固態激光器研發平台，以及研製8台新型DUV－DPL科學儀(yi) 器，予以專(zhuan) 項支持。陳創天、許祖彥擔任項目首席科學家。

　　“為(wei) 使儀(yi) 器保持領先，科研人員必須不斷調整技術方案。為(wei) 此，總體(ti) 部還設立了一個(ge) 工程監理部，這在國內(nei) 的科研項目中很少見。”項目總體(ti) 部總經理、中科院理化所研究員詹文山說。

　　這樣一來，經常要“推倒重來”。身為(wei) “二傳(chuan) 手”的許祖彥深有體(ti) 會(hui) ：在5年多的時間裏，滿足了儀(yi) 器研製人員變更技術方案的多項技術要求，解決(jue) 了光源與(yu) 8台儀(yi) 器對接的工程問題。

　　打造自主創新鏈

　　如今，這8台科學儀(yi) 器已經在石墨烯、高溫超導、拓撲絕緣體(ti) 、寬禁帶半導體(ti) 和催化劑等研究中獲得了重要結果。

　　以深紫外激光光發射電子顯微鏡（PEEM）為(wei) 例，目前國際上最先進的光發射電子顯微鏡空間分辨率最高為(wei) 20nm，而采用全固態激光器後能提高到3.9nm。中科院大連化物所利用這台儀(yi) 器開展了石墨烯/Ru（0001）表麵插層反應原位觀測，為(wei) 石墨烯等光電子材料發展和應用提供了強有力的研究手段。

　　詹文山透露，目前2mm以下的KBBF晶體(ti) 已可小批量生產(chan) ，滿足國內(nei) 市場需求。8台科學儀(yi) 器中，PEEM正在逐步進行產(chan) 業(ye) 化嚐試。

　　“晶體(ti) —光源—裝備—科研—產(chan) 業(ye) 化，深紫外固態激光源前沿裝備研製項目打造了一條自主創新鏈，涵蓋了從(cong) 提出原創科學思想到實現應用成果這一完整的科學價(jia) 值鏈，為(wei) 學科交叉麵廣、跨度大、探索性和工程性很強的原創性重大科研裝備創新積累了經驗，也為(wei) 中科院各業(ye) 務管理單元合理分工、深度融合、協力創新提供了典型樣本。”白春禮評價(jia) 道。

　　“這僅(jin) 僅(jin) 是深紫外波段儀(yi) 器應用的開始。”許祖彥透露，項目二期將從(cong) 物理、化學、材料拓展到信息、資環、生命等領域，開展6台國際領先水平的儀(yi) 器設備研製工作，繼續推動深紫外技術的深度開發。

　　同時，在一期任務順利完成基礎上，去年中科院理化所聯合北京中科科儀(yi) 等單位，在科技部支持下啟動了深紫外儀(yi) 器設備產(chan) 業(ye) 化開發工作，逐步將研製成功的深紫外儀(yi) 器設備推向市場。