美國花了10幾年追趕中國雷射晶體,現在如何了?

2020-12-05 驢險記

在高科技領域,頂尖的技術大多掌握在美國等發達國家手中。中國在很多方面都受制於發達國家。比如說如今的晶片等。不過,有一項技術卻在很長一段時間制約著西方,讓美國不斷追趕。項技術就是雷射晶體,它曾技術封鎖美國很長一段時間。美國利用15年才打破中國的封鎖。下面我們就一起來了解一下,這項我國排名世界第一的技術。

什麼是雷射晶體

雷射技術是20世紀以來,繼核能、電腦、半導體之後人類又一重大發明。被稱為「最快的刀」「最準的尺」「最亮的光」。它的應用範圍極為廣泛。包括雷射切割、掃描、雷達、焊接、武器等等,可應用於各行各業。而雷射晶體,是一種可以將外界提供的能量,通過光電效應,轉為為雷射的材料。它是各種發射雷射的儀器必不可少的材料,可以對光波進行頻率 振幅 幅度等性質進行調控。被稱為光學半導體。

中國雷射及雷射晶體的發展

中國的雷射技術,是為數不多的在起步階段。就已經接近當時國際水平的一項技術。最早發現雷射現象的,是美國科學家肖洛和湯斯,並因此獲得諾貝爾物理學獎。1960年世界上第一條雷射器就已經問世,但是那時受制於雷射晶體高昂的製造成本。在國外發展並不快。然而,我國在這方面卻有先見之明,我國的雷射科技事業,從一開始就受到國家的高度重視,上個世紀60年代,中科院副院長張勁夫提出,建議專業就幹研究所的設想。

在1964年我國第一所也是當時世界上第一所雷射技術專業研究所成立。同年,我國啟動「6403」高能釹玻璃雷射系統的研究。1965年我國開始研究高效雷射系統。1966年開啟軍用雷射的研究。這一系列的研究給我國雷射科技的發展打下了堅實的基礎。雷射系統最重要的核心部件,就是雷射晶體。

最早,我國同樣在國際雷射晶體的基礎上進行開發和研究。直到1976年中國科學院院士陳創天院士,提出晶體非線性光學效應的陰離子基團理論。這種理論得到全世界學術界的認可,並被用於指導新型非線性光學材料的研究。陳創天院士在此基礎上,開始研究新一代的雷射晶體。

1977年陳創天發現一種名為β-BaB2o4(BBO)的材料。可能是一種新的非線性光學晶體,經過三年努力,確定了BBO晶體可用於紫外非線性光學晶體。

1984年陳院士在美國的雷射電光會議上,介紹了這種新型晶體,剛開始許多美國科學家都在懷疑這種晶體的性能。畢竟當時的陳創天院士並不出名。然而,經過史丹福大學先進材料中心晶體材料部的考察,以及著名教授拜耳的合作研究下,終於驗證了這塊晶體的優越性。

1988年陳創天團隊再次研發出新型晶體LBO,這兩塊晶體讓我國的晶體首次走向國際,並被廣泛應用。同時這兩塊晶體獲得美國光電子產業頒發的,十大光電子產品獎,不過對雷射晶體的研究並沒有就此止步,到1991年陳創天院士及其團隊開始研製一種新型雷射晶體,氟代硼鈹酸鉀晶體(KBBF),KBBF晶體可用於製造深紫外雷射器,這種雷射器能夠將雷射。轉化成176納米波長的深紫外雷射,2001年我國終於完成KBBF晶體的研製工作。並獲得中、美、日3國的專利權。這種晶體的性能,遠遠超過同波段的其他材料。KBBF晶體也終於讓我國的雷射晶體,完全領先世界。

2013年我國成功研發出世界第一臺,能夠製造深紫外固態雷射器的國家,最早 秉承著「科學無國界」的原則。我國向全世界供應KBBF晶體,但是到了2009年,我國意識到這種晶體有著重要的戰略意義。於是停止對外出口,在那時,除了中國之外,沒有其它國家能夠製造這種晶體。這是為數不多的我國對美國等西方國家的技術封鎖。沒有了這種最先進的晶體,就意味著雷射技術發展受限。美國APC公司喀什與克萊門森大學合作。

研製這種晶體

經過15年的努力,APC公司終於在2016年研製出KBBF晶體剛研製成功。美國就對此大肆宣傳,美國APC公司發表聲明。他們已經成為美國國內唯一一家,生產這種戰略性材料的企業。他們新研製的KBBF已經通過測試和評估,可以與中國同類產品相媲美,甚至在某些領域上超越中國產品,還降低了KBBF晶體的成本,還稱這種晶體將大大提高美國國防力量。具有「改變行業規則」的重要意義。

認為自己已經超越了中國。然而,美國不知道的是,我國在雷射晶體方面已經有了新成果,2015年8月福建物構所設計合成了一種新型雷射晶體RABF,這種晶體不僅保留了KBBF晶體的光學性能,而且還克服了KBBF層狀生長習性的缺點。是一種更加高效的雷射晶體,這種晶體讓我國的雷射技術依舊處於領先地位,也讓我國國防實力進一步提高。如今,美國依舊在努力追趕我國的步伐。

相關焦點

  • 多年努力 美國打破中國雷射晶體封鎖 然而中國新一代晶體已經成功
    2016年2月早些時候,美國APC(先進光學晶體)公司網站發布聲明,宣布該公司與克萊門森大學合作,研製出氟代硼鈹酸鉀晶體(KBBF),這種雷射晶體能夠用於製造深紫外雷射器。聲明中說,2009年中國開始禁止向國外提供這種具有戰略意義的晶體。該公司聲明稱,他們製造的晶體可以與中國製造的晶體相媲美,在部分關鍵技術領域超過中國同類材料。
  • 中國院士研製出KBBF晶體,雷射武器穩了,15年後美國突破中國封鎖
    現在,中國又變得更加強大,科學技術發展迅速,中國也可以對美國實施技術封鎖了。現在美國反過來還要求中國分享技術,但中國知道自己技術的戰略意義,下令禁止出口,這使得美國非常不情願,曾經呼籲中國在國際上分享技術。
  • 美國15年苦苦追趕的中國技術,突破中國封鎖後,我國已一騎絕塵
    如何評價一個企業的價值,市值當然是最主要的評價標準,而說到市值,很多人都會用股價來衡量一個企業的實力。但是有的企業股市並不好,但是其市場價值卻很高,比如福晶科技,2018年的時候,該企業的淨利潤只有1.5億,這樣的企業從利潤來說,一定是屬於小企業。
  • 美國打破中國技術封鎖 掌握KBBF晶體製造工藝
    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。
  • 量子通訊的重要部件「中國牌晶體」非線性光學晶體
    墨子號量子通訊衛星不知道大家還記不記得中國對外禁運的KBBT晶體,就是讓美國宣稱打破中國技術封鎖的晶體。就是經過了15年的努力,為美軍雷射武器開發晶體的「先進光子晶體公司」 (Advanced Photonic Crystals,APC)在2016年宣稱他們開發出了KBBF晶體,打破中國技術封鎖,填補了美國國內空白,是美國國內唯一能夠生產這種戰略性物質的唯一廠家,其產品價格遠遠低於中國,而在某些性能上甚至超過中國的產品!可是他們不知道我們已經研製出了下一代晶體。
  • 中國在雷射武器方面,這一技術封鎖了美國20年,現在依然全球領先
    常言道「不遭人妒是庸才」,美國之所以傾全國之力打壓華為,除了一些政治因素外,很大一部分原因還是羨慕嫉妒恨,因為華為的5G技術全球領先,它的誕生,狠狠地把西方國家壟斷已久的科技堡壘撕開了一道裂口,他們自以為是習慣了,忽然被一個發展中國家的科技公司超越,忽然感到顏面無存。其實不光5G中國比其他國家強,早在20年前,中國的KBBF晶體就已經超越了美國。
  • 2020-2027年全球與中國雷射晶體材料行業現狀及發展趨勢
    2020-2027年全球與中國雷射晶體材料行業現狀及發展趨勢最後闡明雷射晶體材料行業的投資空間,指明投資方向,提出研究者的戰略建議,以供投資決策者參考。  中國產業調研網發布的《2020-2027年全球與中國雷射晶體材料行業現狀及發展趨勢》是相關雷射晶體材料企業、研究單位、政府等準確、全面、迅速了解雷射晶體材料行業發展動向、制定發展戰略不可或缺的專業性報告。
  • 2020-2026年全球與中國雷射晶體行業發展研究分析與市場前景預測報告
    >  1.6 中國雷射晶體供需現狀及預測(2015-2026年)6    1.6.1 中國雷射晶體產能、產量、產能利用率及發展趨勢預測(2015-2026年)1    1.6.2 中國雷射晶體產量、表觀消費量及發展趨勢預測(2015-2026年)
  • 雷射晶體Nd:YAG晶體
    科學家在掌握了晶體的生長規律與習性的基礎上,可以製造出符合人類需求,甚至自然界並不存在的各類實用晶體。在各類晶體應用中,有一類晶體正在改變著我們的生活,在科研、工業、醫療、通信等方面具有重要應用,這類晶體就是雷射晶體。雷射晶體是絕大多數固體雷射器的核心(或稱工作物質),對於雷射技術具有裡程碑的意義和作用, 「一代材料、一代器件」。
  • 印度專家承認:中國這項技術一旦成熟,美國10年都追趕不上
    中國這幾年的科技發展,大家都是有目共睹的,在很多領域也都慢慢地趕上了美國水準,美國作為一個科技大國,同時也是一個科技老國,很多國家研究出科研成果之後,首要的就是用它和美國水平相比,這也成為了大家默認檢驗科技水準的一個方式。
  • 中國造新式晶體,轉化效率空前,用於製造雷射武器,最終能夠成功
    一種新型晶體,能夠以空前的效率實現這種轉化。但在熱控制方面,科學家們還面臨著一些困難。全世界都在尋找更好的雷射晶體技術,中國在這方面投入很大。由於中國科技工作者的一項發明,將來,雷射的效能會進一步提高。
  • 剛剛美國打破了中國的技術封鎖,雷射武器領域有了啥突破?
    早在2010年的國防預算中,美國就花費數千萬美元,進行雷射武器項目的研究,現在,美國人可不僅僅有上面波音公司的HEL-MD樣品了,還有已經裝備在「斯特賴克」戰車上的「遠程機動高能雷射炮」(簡稱MEHEL),專門用於攔截地方無人機、火箭彈和迫擊炮彈,就是下面這個傢伙身上的黃色東西。
  • 雷射晶體的現狀及發展趨勢分析
    之後開展了大量具有寬帶發射特性的摻Yb雷射介質的研究工作,並獲得了很大的進展。例如,2004年,Yb:SYS晶體在1066nm處獲得了平均功率為156mW的70fs的雷射脈衝,其工作波長可以在1055-1072nm範圍內連續調諧。
  • 3分鐘了解雷射自倍頻晶體
    1961年,美國密西根大學的Franken等人發現紅寶石雷射(694.3 nm)通過石英晶體後產生了一條波長為347.15 nm的新譜線[1],新產生的光的頻率正好是原入射光的兩倍,也就是光倍頻現象。這不同於以往的線性光學現象,標誌著非線性光學的開端。
  • 中國科學家發現可縮短雷射波長光學晶體
    2 月19日的《自然》雜誌,以《中國藏匿的晶體》為題,用3頁篇幅對中科院理化技術研究所陳創天院士率領的團隊,發現並生長出一種最新的光學晶體———氟代硼鈹酸鉀(KBBF)晶體進行了詳細報導,並稱「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」。
  • 福晶科技:全球雷射晶體龍頭 業績平穩增長
    投資要點  全球雷射晶體龍頭。公司是中科院福建物構所控股(控股比例26.61%),公司的主要產品包括非線性晶體、雷射晶體、光學元器件(非線性晶體用於雷射頻率變換,雷射晶體是雷射器工作介質,光學元器件指稜鏡、透鏡等用於配套)。
  • 美國雷射武器有多牛?
    「這是一種改變遊戲規則的武器,花大把銀子來搞物超所值,能少送命。」1958年,美國科學家斯沃洛(Schawlow)和頓尼斯(Townes)在試驗室中,用氖光照射稀土晶體,發出耀眼奪目的、會聚在一起的光束,他們把這種光命名為LASER,意思是「受激輻射的光放大」。  1964年,他們因雷射的發現而雙雙榮獲當年的諾貝爾物理獎。
  • 科學家發現雷射光特性的改變可以只需要依賴一個晶體
    雷射的應用可能受益於由美國國家標準技術協會(NIST)和中國的山東大學的科學家們的晶體研究。他們發現了一種潛在的方法,用來規避長期存在的作為雷射技術中關鍵部分的晶體製造的困難。但他們的這個發現也讓背後的科學專家們苦思冥想了一番。
  • 我國雷射領域國寶院士逝世,研發出KBBF晶體對美形成反封鎖
    10月31日,一則噩耗傳來:我國著名材料學家陳創天院士因病醫治無效,於2018年10月31日9時57分在北京溘然長逝,享年82歲,遺體告別儀式將在11月4日上午舉行。據相關資料,在1990年,陳創天先生領導的研究團隊成功研製出了能被用於製造深紫外雷射器的氟代硼鈹酸鉀晶體(KBBF),氟代硼鈹酸鉀晶體(KBBF)是一種非線性光學晶體材料,能將雷射轉換成史無前例的176納米波長深紫外雷射。
  • 美國將電晶體製程縮減到1nm 中國還能趕上嗎
    不過據外媒報導,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限,採用碳納米管複合材料將現有最精尖的電晶體製程從14nm縮減到了1nm。那麼,XX nm製造工藝是什麼意思,為何說7nm就是矽材料晶片的物理極限,碳納米管複合材料又是怎麼一回事呢?