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“中国晶”打破美国禁运 国际市场扬眉吐气
来源:OFweek光学网 【 2012-12-26 11:44 】
 

  激光晶体的主要应用领域是固体激光器,作为产生受激辐射跃迁的工作物质,激光晶体中的掺杂离子能级结构决定了激光器的波长,基质的晶格结构及其宏观物理、化学性能决定了激光器的输出性能。可以说,激光晶体在很大程度上影响着固体激光器的发展。

  激光晶体是重要的光电信息功能材料之一,是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础,其发展程度与激光技术的发展密切相关。激光晶体技术的发展和应用是衡量一个国家高科技发展水平的重要标志之一。随着光电子技术的发展和应用的日益广泛,对激光晶体材料也提出更高、更新的要求。晶体材料可以用来进行激光频率转换,扩展激光的波长;用来调制激光的强度、相位;实现激光信号的全息存储、消除波前畴变的自泵浦相位共轭等等。所以,非线性光学晶体是高新技术和现代军事技术中不可缺少的关键材料,各发达国家都将其放在优先发展的位置,并作为一项重要战略措施列入各自的高技术发展计划中,给予高度重视和支持。

  在近二十年来,我国的光电子产业以30%—60%的年平均速度发展,而晶体材料的研究和开发是光电子技术发展的先导和基础,因此具有广阔的发展前景。作为重要的光电子材料,晶体从科学研究到工业生产,从军用到民用,应用范围很广。近年来,由于新的晶体的不断出现以及全固态激光、非线性倍频、差频、参量振荡等技术的发展,利用激光晶体得到的激光波长已涉及紫外、可见光到红外谱区,并被成功地应用于军事技术、宇宙探索、医学、化学等众多领域。

  KTP,即磷酸钛氧钾(KTiOPO4)晶体是一种优良的非线性(NLO)晶体,适用于制作Nd红绿激光器二倍频(Frequency doubling,SHG)器件。该晶体对波长1064nm倍频效率可达80%左右,在900℃下不分解,晶体表面易抛光加工。

  KTP晶体是国际上公认的综合性能非常优越的非线性、电光和声光性能的光学晶体,具有高非线性系数、宽透过范围、大接收角及热稳定等特点。KTP晶体成了各种非线性光学和波导应用的理想材料,是目前绿色光源的最佳材料之一,是激光行业广泛应用的重要元件。

  上个世纪80年代,美国人研发了KTP晶体。这是一种新型高效非线性光学材料,具有优异的性能,可广泛应用于民用、军工等领域。美国政府把KTP晶体作为高度保密的高科技产品,严格限制对非盟国出口。这种非常昂贵的“战略物资”,即使摔碎了,也要把碎片搜集起来上交。时价折合一万多元人民币一克,人家还不卖给我们,因为我们是被“禁运”国家。

  以蒋民华院士为代表的山东大学晶体材料研究所科研团队,“长”出为中国人争气的KTP晶体,打破了技术垄断,并出口美国、日本等。

  此后,一系列“中国晶”蓬勃生长,其中之一的KBBF族晶体,为中国独有。国外搞了多年,就是“长”不成。这回是他们想出高价购买,对不起,此乃“非卖品”也! 2009年2月,国际著名的“Nature”杂志以“China’s crystal cache”为题,采访了KBBF的主要发明者,中科院理化所陈创天院士。文中提到西方发达国家许多单位和个人想使用该晶体却买不到的困境。

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