真空紫外激光
中国科学家的里程碑式突破
一束波长不足200纳米的“极致之光”,
正由中国科学家推向世界最前沿。
从一束普通激光说起
手电筒的光:柔和而四散,照亮着前方。
激光,就像一束训练有素的光——所有光粒子步调一致,朝着同一个方向前进,能量高度集中。
这种特性让激光能完成普通光做不到的“精细活”,从超市扫码器到医院手术刀,从光纤通信到舞台灯光秀,背后都有它的身影。
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什么是真空紫外激光?
如果把光比作一个大家族,不同颜色的光对应着不同的波长。我们熟悉的可见光,波长从长到短分别是红橙黄绿青蓝紫,但这只是其中一小部分——在紫色光之外,还有波长更短的紫外光,而真空紫外则是紫外光中波长最短的“终极成员”,其波长不足200纳米。
为什么它如此特别?
能量超高:波长越短,光子能量越强。真空紫外激光如同光的手术刀,能进行原子级别的精密操作。
“怕空气”:这种激光在空气中极易被吸收,通常需要在真空环境中工作,因而得名。
制造极难:要产生如此短波长的激光,需要特殊的光频率转换器——非线性光学晶体。
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中国的两大突破
2026年开年
中国科学家在真空紫外激光领域
连续传来捷报
01
158.9纳米——新型晶体创世界纪录
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中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队成功研制出氟化硼酸铵(ABF)晶体,首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出,创造了该技术手段的世界最短波长纪录。
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过去30多年,只有一种晶体(KBBF)能通过非线性光学晶体的直接倍频技术产生200纳米以下的激光。ABF晶体的诞生,为紧凑、高效的全固态真空紫外激光器提供了全新的关键材料体系。
02
148纳米——为核钟扫清障碍
清华大学丁世谦团队另辟蹊径,基于金属镉蒸气四波混频技术,成功研制出148纳米连续波超窄线宽激光光源,功率超过100nW,线宽低至26Hz。
这一成果攻克了钍-229核光钟研制的“最后一个核心瓶颈”,首次将超稳激光技术拓展至真空紫外波段。美国物理学会旗下Physics杂志同期刊发专题评论,高度评价这一突破。
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它会改变什么?
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在前沿科研领域:
助力超导机理、化学反应机理研究等尖端领域;为基于钍-229的核钟研制提供关键光源,有望建立下一代极高精度时间标准。
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在精密制造领域:
实现纳米级超高精度加工,服务于半导体关键材料与工艺的检测需求。
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在空间通信领域:
为未来卫星通信提供新可能,推动高端测试表征装备与关键部件的自主可控。
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在量子信息领域:
可用于里德堡离子的直接高能级激发,显著提升逻辑门操作的保真度。
汉威结语
这项突破,让我们在探索微观世界和尖端技术的道路上,拥有了更强的中国制造“利器”。
从KBBF到ABF,从电子跃迁到核跃迁,中国科学家在真空紫外激光这一“光之禁区”持续攀登。当一束光足够纯粹、足够稳定,它照亮的就不仅是实验室的角落,更是人类认知边界的下一个远方。
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