美國打破中國技術封鎖 掌握KBBF晶體製造工藝

2020-12-03 和訊

　　近日，服務於美軍雷射武器開發的先進光子晶體公司（Advanced PhotonicCrystals，APC）發表新聞：

　　Advanced Photonic Crystals (APC) hasdeveloped a U.S. patented hydrothermal crystal growth process to produce theKBBF crystal here in the United States, becoming the nation’s only domesticsource of this strategic material. The samples evaluated and tested to datehave demonstrated that APC’s KBBF crystals are comparable to, and in manyparameters exceed, the quality of the Chinese equivalents, and they can beproduced at significantly lower cost.

　　（新聞原文 apcrystal.com/_content/portfolio/KBBF.pdf）

　　略譯：APC已經開發出有完全智慧財產權的KBBF（氟硼鈹酸鉀）晶體，是目前

美國

國內能夠生產該戰略性物質的唯一廠家，其產品質量已經達到、甚至在某些方面超過了中國企業生產的同類產品，且生產成本遠低於中方此前出售（給美國）的價格。

　　看完新聞，諸位是否有種「拿錯了劇本」一般的感受呢？

　　中國實驗室成為這種具有重大科學價值的晶體的唯一來源，它表明中國在材料科學領域實力日益增強。

　　——摘自《KBBF晶體能夠縮短雷射的波長》，刊載於《自然》雜誌，2009年2月19日

　　KBBF晶體到底是什麼玩意兒，竟然能讓中國一度構成對美國的「技術封鎖」？

　　權威的解釋是，其乃是目前唯一可直接倍頻產生深紫外雷射的非線性光學晶體。是在非線性光學晶體研究領域中，繼硼酸鋇、三硼酸鋰晶體後的第三個「中國產」非線性光學晶體。國內目前在該領域仍有較大優勢。對此，《自然》雜誌相關文章稱：「其他國家在晶體生長方面的研究，目前看來還無法縮小與中國的差距。」

　　這種晶體的最大價值，乃是能夠縮短雷射的波長。裝備該晶體的各種雷射器能發出具有極窄頻寬的紫外光波，可測量固體電子能級的解析度達到360微電子伏特；並可用於建造超高解析度光電子能譜儀、超導測量、光刻技術等前沿科學研究。其對未來的微納米加工、生物醫學、雷射電視等將產生深遠影響。

　　此外，基於KBBF的紫外特性，採用該技術的探測設備，能夠大幅增強對大氣中化學和生物試劑的探測；增強對爆炸物和爆炸物殘渣的探測；顯著增強對電子晶片的測試；以及用於新型超導體的研究。

　　正是由於上述不凡的特性，所以KBBF在大功率和超快雷射應用方面的表現超過以前的BBO（偏硼酸鋇）晶體的2倍以上！

　　而KBBF晶體的創造者，乃是由科研中國材料學專家陳創天領導的科研團隊。

　　該團隊歷經18年的不懈努力，最終採用「局域自發成核生長技術」，突破大尺寸KBBF晶體生長的技術瓶頸，生長出迄今為止尺寸最大的透明塊狀KBBF單晶，並結合他們發明的非線性光學晶體的稜鏡耦合專利技術，成功製作出KBBF晶體厚度為2.3毫米的光接觸稜鏡耦合器件。保證了產生深紫外雷射的實用性和精密化性能。這項技術為193納米光刻技術系統中所需要的全固態光源奠定了基礎。

　　在相當長的一段時間內，由於該技術被中方所壟斷，美國國防研究和國土安全評估部門對此甚為煩惱。美國軍方上述狀況的評語是：game changer，即「規則改變者」。

　　美國在KBBF晶體製造技術方面的追趕是從2009年開始的，當時美國《自然》雜誌刊登文章稱，中國開始禁運KBBF晶體，將對美國相關領域的研究產生嚴重影響，呼籲開始研製美國自己的KBBF晶體。

　　但是，KBBF並非沒有缺點。含劇毒元素鈹，且其晶體層狀生長習性嚴重，是其研發過程中最難令人容忍的問題。因此，國內一直在探索新型深紫外晶體材料。據中科院網站報導，2015年8月，中國

福建

物構所發現新型無鈹深紫外非線性光學晶體材料LSBO。報導稱，新發現的LSBO晶體有望成為下一代深紫外非線性光學晶體的優秀候選材料。

　　呵呵，以為這下就能突破中國技術封鎖了？然並卵……　

（責任編輯：郝運 HN064）

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