中国独创的激光机体，为什么可以对美国实行技术封锁？中国的激光晶体是如何占据世界领先地位的？它又有怎样的作用？让我们走进今天的主题：中国激光。----引子

大家好，我是大牛。在我们的认知中，中国在高新技术领域一直是被西方国家，尤其是美国所封锁，尤其是在新中国成立初期，各国的很多高端技术都对中国采取封锁的态度，随着近几年中国在高科技领域的快速发展，才一次又一次打破这种被封锁的尴尬局面。但是大家想不到的是，中国有一项技术，领先美国和西方国家有15年之久，占据世界领先地位。

图片素材来源于网络

“KBBF”曾让美国束手无策

之前有一段时间，在网上有消息称：服务于美军激光武器开发的APC公司，也就是先进光学晶体公司，对外宣称终于打破中国的技术封锁，成功掌握了“KBBF”工艺，一时间大家纷纷诧异不解，确定不是中国突破美国的技术封锁，而是美国突破中国的技术封锁吗？根深蒂固的想法确实左右了大多数人的想法，其实大家并没有看错，在2009年，中国确实对美国禁运了KBBF晶体，也就是说中国对美国进行了技术封锁，这也是中国第一次在高科技领域对外说“不”！

图片素材来源于网络

就在这时，神秘的“KBBF”材料成功走进大众的视野，大家纷纷惊叹，这究竟是怎样的一种材料，让美国也束手无力，经过十几年的研究才成功研制出来。其实KBBF也叫氟代硼铍酸钾，化学式KBe2BO3F2，它的化学式只是取每个化学元素首字母而已，大家千万不要以为知道化学式就可以研制出来，想想美国的十多年努力，也是不容易啊。而KBBF晶体，是一种倍频晶体，可以利用非线性，把低频率的入射光倍频成高频率的输出光。

图片素材来源于网络

简单来说，就是可以把正常的光，通过这个激光晶体，变成紫外线，然后应用于各种精密仪器，再简单说，就是可以改变光的波长变成自己想要的光，只是想一想就很神奇。这个光具有切割能力，可以对物体进行切割，通俗点讲就是可以把光做成你想要的刀。说到这里，大家一定会想到光刻机，没错，这类晶体的最常用的用途就是光刻机。

图片素材来源于网络

因为KBBF晶体可以产生深紫外光，当深紫外光变成深紫外激光之后，就可以用于精细微纳加工、建造先进科学仪器等前沿科学研究。目前比较常见的深紫外激光器的波长是在193纳米，但是使用了KBBF晶体的激光器波长在150纳米左右，正好就是光刻机的适用范围。要知道，光刻机是现代工业的顶峰之一，是制造电子芯片的核心设备之一，采用的激光波长越短，产品的精度也会越高。激光晶体的出现，对未来的微纳米加工、生物医学、激光武器等领域将产生深远的影响。

图片素材来源于网络

中国为什么可以垄断美国多年？

中国在激光晶体领域为什么能够拥有世界垄断地位？其实要说得到垄断地位，这绝不是一蹴而就，也是偶然获得的技术。当其他国家还在为激光晶体的技术犯愁，缺乏投资的时候，我们国家在激光晶体领域投入了大量的支持，人力、物力、财力一应俱全。这还不是最主要，要知道KBBF中的铍元素，是被世界卫生组织列为一类致癌物的化学元素，所以从事新晶体研究工作，就有可能吸入这种物质从而患上肺炎和癌症。

图片素材来源于网络

面对这样的情况，中国的科研人员们义无反顾地来到一线，放弃更容易出现成果的科研领域，加入到新晶体的研发中。而且新晶体的合成，需要科研人员一次又一次地试错，反复地试验枯燥而无味。正是在这样的一次次努力中，中国的科学家们，冒着生命危险为国家的科学技术进步做出贡献。

图片素材来源于网络

而每一次提到中国的激光晶体研究，就不得不提到陈创天院士，正是在他提出的阴离子基团理论的前提下，带领着众多的科研人员们先后发明了非线性光学晶体BBO、LBO。而BBO、LBO这两种晶体因为是由中国科学家最先发现的，不仅应用前景好，而且性能优越，所以一直被称为“中国牌晶体”。

图片素材来源于网络

之后，在陈创天院士的领导下，中国又接连突破KBBF晶体的技术难关。前面大牛也提到过，KBBF晶体的作用是倍频输出深紫外激光，一般情况下如果想要倍频输出深紫外激光，晶体要满足下述两个基本条件：第一是晶体的透光范围要宽，第二是必须具有大的双折射率。但是这两个条件想要同时实现难如登天，像美国就是一直被这个难题所困扰。每一次要确定新合成的晶体是否具备这两个性能，也必须获得对应尺寸的单晶，进行精确测量，才能判断晶体是否可实现深紫外谐波光输出。

图片素材来源于网络

这样一来制作KBBF晶体需要大量的人力，时间，基础设施，目前打造一个生产KBBF的设备就需要数百万美元以及三个月的时间，任何一个想要复制这项技术的部门在准备阶段就要花掉上千万美元还不一定能看到回报，显然其他国家的研究者不可能在短期内追赶上我国的研究步伐。

图片素材来源于网络

KBBF晶体的价值

平时关注科技的人大概都知道氢弹，也清楚地知道我国在氢弹方面也是位列前茅的。但是氢弹并不是“普世”技术，也就是说，除了大国，其他国家并没有发展氢弹的必要，因为一旦任何一个大国率先使用氢弹，都是世界毁灭级别的灾难，所以氢弹更多只是武力象征，并没有过多地日常实际作用。

图片素材来源于网络

而KBBF晶体所在的领域并不是这样。首先我们要知道，KBBF晶体是激光设备的核心部件。在20世纪以来，激光的地位逐渐提升，已经成为继核能、电脑、半导体之后，人类的又一个重大发现。小到我们日常生活用到的定制刻字首饰，大到国防武器的焊接、切割等等，都离不开激光，所有的激光设备，都离不开激光晶体，也就是KBBF晶体，激光设备必须通过KBBF晶体才能发射出特定频率的激光。这样说起来，KBBF晶体的价值是不是在大家的心目中已经上升到一个高不可攀的位置。

图片素材来源于网络

其实，KBBF晶体在日常的应用更为复杂，并不是将晶体放入到设备中就可以了，往往要根据实际应用时不同的场景需求，在很多时候还要增加一个“转换器”，来搭配使用，这个转换器就是我们常说的非线性光学晶体，通过两者搭配来获得各种不同波长的激光。如此“神器”，难怪美国会眼红，甚至美国APC公司发布声明称：“KBBF晶体将大大提高美国国防和国土安全威胁探测能力，这对美国科学研究和精密测量能力的提高而言，具有规则改变者的意义。”

图片素材来源于网络

中国在2009年禁运KBBF晶体之后，在2020年8月28日又对其进行调整，调整发布的《中国禁止出口技术目录》中，不仅是KBBF晶体，与晶体相关的深紫外固体激光器的关键技术以及KBBF晶体加工技术都列入了限制对外出口目录中。在科技方面我国已经利用KBBF晶体在石墨烯、高温超导、拓扑绝缘体和催化剂等研究中获得了重要结果。KBBF晶体虽然在深紫外非线性光学晶体方面跨了一大步，但是还不是终点，未来还在远方，相信我们的科学家很快就能取得更多的伟大突破。

图片素材来源于网络

好了，本期文章就是这样，不知道各位对中国的激光晶体了解多少？你还知道哪儿些中国领先世界的技术？欢迎给牛总评论留言，记得关注牛总。