中国激光领域哪些方面领先世界？

中国科学技术诞生于困难时期，一开始就面临着国际形势与技术局限的双重困难。近年来，大洋彼岸的某国对我国高新科技产业频频制裁与恫吓，使得国人愈发意识到核心技术的重要性，科技行业也迸发出强烈的攻克核心技术的信念。作为激光领域的后发者，几十年来，中国激光领域科学家们攻坚克难、矢志不渝，以层出不穷的革新与创造打破了一道又一道技术封锁。今天为大家列举在激光领域中，中国有着（或有过）哪些世界领先的技术：

氟代硼铍酸钾晶体（KBBF）

氟代硼铍酸钾晶体（KBBF）是一种非线性光学晶体材料，能够将激光转化为史无前例的176nm波长（深紫外）激光，从而可以制造出深紫外固体激光器。

1990年，陈创天院士和他的研究团队针对LBO和BBO两种晶体不能实现深紫外(指波长短于200nm)倍频光输出的缺点，运用分子工程学方法，于1990年发现了KBBF(KBe2BO3F2)晶体。此晶体的发现使得非线性光学晶体推向了深紫外波段，刚一公布就在国际上引起了巨大反响。

（陈创天院士）

最开始，我国本着“科学无国界”的原则，向全世界的研究者开放KBBF晶体的提供，但我国在后续研究中意识到了KBBF晶体在国防上的重要意义，随即停止了KBBF晶体的出口。

这时，美国突然发现自己被东方大国在核心技术上“卡了脖子”，开始着力拨款研发KBBF晶体，但就是这样一块晶体，令美国人头疼了15年。经过长达15年的努力，和克莱门森大学合作的美先进光学晶体公司终于在2016年成功研制美国产KBBF晶体，打破了东方大国的技术封锁。

然而这已晚了一步。2013年9月9日，中科院网站公布，我国深紫外固态激光源系列前沿装备通过验收，我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。

（中科院工作人员在观察深紫外全固态激光源平台的运行情况）

同时，中国也未坐视美国在这一关键领域反超。尽管KBBF晶体性能优秀，但其含有剧毒的铍元素，且晶体层状生长习性严重，必须寻找代用品。在2015年，新型无铍深紫外非线性光学晶体材料LSBO被福建物构所发现，这有望成为下一代深紫外固态激光器的候选核心材料。

单向量子声子激光技术

在量子芯片中，跟超导比特耦合的声子谐振器，是连接转换光电信号和执行量子逻辑操作的关键部件。这类相干声子器件，在量子信息、纳米力学与热电材料、超灵敏传感及无损检测与地质勘探等诸多领域具广泛的应用价值。不过，这一关键部件的制造，存在着一个技术“困扰”，即信号质量和计算精度易受环境噪声的干扰甚至破坏。

2018年，湖南师范大学物理与电子科学学院教授景辉，提出了一种单向量子声子激光技术，既能实现信号高保真度的定向放大，又可明显抑制反向噪声对芯片功能的干扰或损害。该技术方案不依赖材料非线性，方便拓展到集成阵列电路，填补了国际上单向声子激光研究的空白，为量子计算、单向通信、隐身探测、热流控制等的实际应用提供了一种通用方法。相关成果12月15日，在美国物理学会刊物《物理评论?应用》上在线发布。

在这项工作中，景辉提出，可利用旋转腔的相对论光学效应，实现声波的单向放大与传输。首先利用光学辐射压，巧妙设计耦合腔参数，实现声子相干放大，即声子激光。然后利用相对论萨格纳格效应，即在沿着或逆着腔旋转方向的光的频率及辐射压会存在差异，使其中一个方向产生的声子相干放大，而相反方向的声子激发则完全被禁戒。最终，实现了既可信号高保真度定向放大，又可明显抑制反向噪声对芯片功能的干扰的新型单向声子相干放大技术。据了解，《物理评论?应用》期刊编辑认为，这一工作“特别有趣、重要和明晰”，由此作为了该期刊这一期的“编辑推荐文章”，并在网站首页置顶发布。

超高功率激光脉冲输出

2016年，上海张江综合性国家科学中心超强超短激光实验装置研制工作取得重要进展：成功实现了5拍瓦激光脉冲输出，达到国际领先水平。

该如何理解5拍瓦激光脉冲输出呢？1拍瓦等于1千万亿瓦，相当于全球电网平均功率的500倍；这样强的激光脉冲时间仅为1飞秒（1秒的1千万亿分之一）。普通照相机最快可以达到毫秒级，这一相当于飞秒级照相机的科学装置，可以为电子运动轨迹成像。超强超短激光被认为是人类已知的最亮光源，是国际激光科技的最新发展前沿和重点竞争领域，具有重大科技意义与应用价值。

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