我國(guó)獨(dú)創(chuàng)實(shí)用化深紫外全固態(tài)激光器

由中國(guó)科學(xué)院承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項(xiàng)目”在北京通過(guò)驗(yàn)收。這個(gè)系列科研裝備的研制成功，使我國(guó)成為世界上唯一能夠制造實(shí)用化深紫外全固態(tài)激光器的國(guó)家。

經(jīng)過(guò)10多年的努力，中科院的科研人員在深紫外激光非線性光學(xué)晶體方面實(shí)現(xiàn)突破，在國(guó)際上首先生長(zhǎng)出大尺寸氟硼鈹酸鉀晶體，并發(fā)現(xiàn)該晶體是第一種可用直接倍頻法產(chǎn)生深紫外波段激光的非線性光學(xué)晶體。在此基礎(chǔ)上，科研人員又發(fā)明了棱鏡耦合技術(shù)（已獲中、美、日三國(guó)專(zhuān)利），率先發(fā)展出直接倍頻產(chǎn)生深紫外激光的先進(jìn)技術(shù)，并全面開(kāi)展新型深紫外激光科研裝備的研制和學(xué)科應(yīng)用研究。

經(jīng)過(guò)5年多的持續(xù)攻關(guān)，利用大尺寸氟硼鈹酸鉀晶體和棱鏡耦合專(zhuān)利技術(shù)，中科院理化技術(shù)所、物理所、大連化物所和半導(dǎo)體所的科研人員在世界上首次研制成功8類(lèi)8臺(tái)集實(shí)用化、精密化于一體的深紫外固態(tài)激光源，實(shí)現(xiàn)了一系列關(guān)鍵指標(biāo)的突破。利用這8臺(tái)深紫外固態(tài)激光源，科研人員成功研制出了深紫外激光拉曼光譜儀、深紫外激光光化學(xué)反應(yīng)儀、深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡、深紫外激光光致發(fā)光光譜儀、深紫外激光自旋分辨角分辨光電子能譜儀、光子能量可調(diào)深紫外激光光電子能譜儀、深紫外激光原位時(shí)空分辨隧道電子譜儀、基于飛行時(shí)間能量分析器的深紫外激光角分辨光電子能譜儀等8臺(tái)科學(xué)儀器。

目前這8臺(tái)儀器已經(jīng)在石墨烯、高溫超導(dǎo)、拓?fù)浣^緣體、寬禁帶半導(dǎo)體和催化劑等一系列重大研究領(lǐng)域中獲得了重要結(jié)果：證實(shí)了Pb、O等原子可通過(guò)單層石墨烯島的開(kāi)放邊界進(jìn)行插層反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)石墨烯與襯底之間去耦合；首次發(fā)現(xiàn)拓?fù)浣^緣體Bi2Se3的自旋結(jié)構(gòu)和軌道結(jié)構(gòu)是固定在一起；首次觀測(cè)到Bi2212能量/動(dòng)量譜與不同激發(fā)光子能量關(guān)系。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)科學(xué)期刊上。

通過(guò)驗(yàn)收的包括兩個(gè)平臺(tái)——深紫外非線性光學(xué)晶體與器件平臺(tái)和深紫外全固態(tài)激光源平臺(tái)，以及深紫外激光拉曼光譜儀等8臺(tái)科學(xué)儀器。驗(yàn)收委員會(huì)的專(zhuān)家認(rèn)為，這些儀器設(shè)備的研制成功及在石墨烯、高溫超導(dǎo)、拓?fù)浣^緣體、寬禁帶半導(dǎo)體和催化劑等研究中獲得的重要成果，使我國(guó)深紫外領(lǐng)域的科學(xué)研究水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位，并在物理、化學(xué)、材料、信息等領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了一些新的多學(xué)科交叉前沿?！痹擁?xiàng)目取得的研究成果屬于原始創(chuàng)新工作，具有重要意義，并對(duì)繼續(xù)開(kāi)拓深紫外激光的應(yīng)用具有十分重要的意義。

深紫外全固態(tài)激光源前沿裝備研制項(xiàng)目的實(shí)施，初步打造了我國(guó)“晶體－光源－裝備－科研－產(chǎn)業(yè)化”的自主創(chuàng)新鏈。在科技部的支持下，中科院新啟動(dòng)了深紫外儀器設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)工作；在財(cái)政部的支持下，中科院也啟動(dòng)了深紫外固態(tài)激光源前沿裝備的二期研制項(xiàng)目。（李昂）

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