在石英片上，刷新上厚度仅有1至3微米的天下转角菱方氮化硼晶体薄如蝉翼，能效却比传统光学晶体降职了100倍至1万倍。记实晶体降职在4月25日举行的薄蝉百倍2024中关村落论坛年会揭幕式严正成果宣告关键，这款天下上已经知最薄的光学光学晶体被列为十大科技成果之一。

激光技术自被迷信家发现以来，刷新上曾经走过了60余年的天下发展历程。“激光技术是记实晶体降职咱们当下科技文化的基石，在微纳加工、薄蝉百倍量子光源、光学生物监测等畛域，刷新上激光技术都在大放光华。天下”北京大学物理学院传授刘开辉呈现，记实晶体降职激光技术的薄蝉百倍突破，高度依附于一种非凡资料——光学晶体。光学激光频率转换、脉冲缩短、信息解决等功能的实现，都离不开光学晶体，“可能说，光学晶体是激光技术的‘心脏’。”

假如子细“剖解”一台激光器，能量从输入仪器到输入所需的激光，共需要履历3个关键。电能进入仪器激发产生的种子光源，分说经由特定激光晶体、光学晶体，在谐振腔内“折返跑”组成共振，最终产出种种区别功能的激光。激光器的小型化、集成化、功能化是未来激光技术发展的中间偏差之一，但传统的光学晶体很难在有限厚度内功能产出激光。瞄准制备更轻薄的光学晶体这一指标，中国迷信院院士王恩哥与刘开辉一起，统率团队睁开了长达10余年的攻关。

他们的原资料就比他人更轻，硼、碳、氮等轻元素的相对于份子品质较小，经由重复组合试验，轻捷的氮化硼成为了最优选。用其制备出的菱方氮化硼资料单层厚度为0.34纳米，仅至关于个别人头发丝直径的十万分之一，全副功能却能与传统厘米级的光学晶体资料相媲美。

不外，单层的氮化硼份子无奈被作为光学晶体用于激光器制作。“咱们要让它长大，并沿着特定偏差变厚。”刘开辉说。可是试验发现，假如只是重大把一层层的氮化硼份子像叠积木相同重叠起来，激光穿特别会“步骤不不同”，即泛起相位失配征兆，导致激光无奈乐成、功能输入。

在传统的晶体钻研系统中，这一征兆的泛起，简直即是宣告了这种资料的失败，只能替换新资料重新研发。但研发团队不就此连结，经由重大的事实推导，他们发现了一种新的晶体妄想方式——当把每一块菱方氮化硼资料像拧魔方相同转折特定的角度，重叠组成的光学晶体就能削减激光穿过的能量“内耗”，功能产出所需的激光。

“咱们把这个纪律总结为二维资料的界面转角事实。这是自激光技术发现以来，光学晶体事实的又一个严正原创突破。”刘开辉感慨，全新的晶体妄想事实与制备方式相散漫，让光学晶体乐成“瘦身”，传统光学晶体厚度在毫米级到厘米级，而转角氮化硼光学晶体的厚度惟独1至3微米。该事实的运用，有望在未来让激光器的尺寸削减到毫米甚至微米级。良多曾经被觉患上无奈制作光学晶体的资料，也可能在资料重叠角度的转折衷再次奋起活气。

在怀柔迷信城，北京大学与北京市共建的轻元素量子资料交织平台为光学晶体提供了更大的愿望空间。“试验室做出的晶体直径至多惟独五六厘米，要实现激光技术的工业化，就患上做出更大尺寸的晶体。”刘开辉说，当初，交织平台正在妨碍斲丧装备调试，预计未来，直径数十厘米的光学晶体将在这里发达愿望。

“光学晶体是激光技术发展的基石，谁把握了光学晶体的妄想事实以及制备技术，谁就把握了激光技术的未来。”王恩哥呈现，超薄、高能效的转角氮化硼光学晶体，为新一代激光技术奠基了事实以及资料根基。其优异的可集成性以及全新的功能，未来有望在量子光源、量子通信、光子芯片、家养智能等畛域实现新的运用突破。