第一章 人工晶體，促進(jìn)全固態(tài)激光器發(fā)展

　　我不入地獄，誰入地獄！

　　1974年，福州，全國(guó)晶體生長(zhǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議。

　　參會(huì)的專家學(xué)者深刻認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)在世界上所有的非線性人工晶體材料都是國(guó)外發(fā)現(xiàn)的，我們總是跟著國(guó)外走，這樣下去是不行的。但當(dāng)時(shí)所有晶體材料都是像貝爾實(shí)驗(yàn)室那樣的國(guó)際頂尖的科研單位研制出來的，對(duì)于中國(guó)人是否有能力做出自己的晶體，大家都有些信心不足。當(dāng)時(shí)中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的創(chuàng)始人盧嘉錫院士斬釘截鐵地說了一句：“我不入地獄，誰入地獄！”。會(huì)后，物構(gòu)所的研究人員熱情高漲，決心一定要做出中國(guó)人自己的晶體材料。文革結(jié)束后，1977年陳創(chuàng)天被當(dāng)時(shí)物構(gòu)所所長(zhǎng)盧嘉錫院士任命為非線性光學(xué)材料探索組組長(zhǎng)，正式開始了新型非線性光學(xué)晶體材料的探索。

　　1979年，他們發(fā)現(xiàn)低溫相偏硼酸鋇（即β—BaB2O4，簡(jiǎn)稱BBO）可能是一種新的非線性人工晶體。在此基礎(chǔ)上，又經(jīng)過3年的努力，終于確定BBO晶體是一種應(yīng)用價(jià)值很高的紫外非線性人工晶體。

　　1986年5月，陳創(chuàng)天代表他的課題組和美國(guó)斯坦福大學(xué)拜爾（Byer）教授研究組共同在美國(guó)舊金山召開的激光光電子會(huì)議上作了有關(guān)我國(guó)BBO晶體非線性光學(xué)性能的報(bào)告，引起了轟動(dòng)。這次會(huì)議后，BBO晶體正式被國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)可為一種優(yōu)秀的非線性人工晶體。兩年后，他們又發(fā)明了三硼酸鋰（即LiB3O5簡(jiǎn)稱LBO）晶體。由于BBO、LBO晶體首先由中國(guó)科學(xué)家發(fā)明，而且性能優(yōu)異，應(yīng)用前景看好，因此在國(guó)際上被譽(yù)為“中國(guó)牌晶體”。

　　1986年，BBO晶體獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。1990年，LBO晶體獲中國(guó)科學(xué)院發(fā)明一等獎(jiǎng)；1991年獲國(guó)家發(fā)明一等獎(jiǎng)。BBO、LBO晶體還分別于1987、1989年獲美國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)界頒發(fā)的十大光電子產(chǎn)品獎(jiǎng)。

　　這兩種晶體作為激光頻率轉(zhuǎn)換晶體材料已經(jīng)在激光高科技產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，是最具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的三種非線性人工晶體中的兩種。另一種磷酸鈦氧鉀KTiOPO4晶體（簡(jiǎn)稱KTP）是美國(guó)杜邦公司發(fā)明的，但我國(guó)攻克了KTP晶體熔鹽法關(guān)鍵生長(zhǎng)技術(shù)。1986年，在山東大學(xué)蔣民華院士的主持下，KTP晶體作為我國(guó)第一個(gè)高科技產(chǎn)品出口到先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，是當(dāng)時(shí)高技術(shù)產(chǎn)品“零的突破”，25年來，KTP晶體生長(zhǎng)技術(shù)不斷改進(jìn)，質(zhì)量提高、價(jià)格降低，使KTP晶體得到普及應(yīng)用，有力地促進(jìn)了中低功率激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　以光學(xué)超晶格為代表的微結(jié)構(gòu)光學(xué)晶體是一種新型非線性光學(xué)材料，以這種晶體研制成的全固態(tài)激光器可以進(jìn)一步拓展激光器的工作波長(zhǎng)，在科學(xué)研究、高技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用方面發(fā)揮獨(dú)特作用。南京大學(xué)閔乃本院士研究組基于光學(xué)超晶格基礎(chǔ)研究成果，在863計(jì)劃的支持下，完成了小型全固態(tài)紅、綠、藍(lán)三基色激光器和準(zhǔn)白光激光器等樣機(jī)的研制；包括光學(xué)超晶格在內(nèi)的“介電體超晶格材料的設(shè)計(jì)、制備、性能和應(yīng)用”的研究成果獲得2006年國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)?；诠鈱W(xué)超晶格的全固態(tài)激光器有可能作為一種技術(shù)方案在激光顯示、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域獲得重要的應(yīng)用。此外，我國(guó)大尺寸磷酸二氫鉀（KDP）等晶體的生長(zhǎng)也滿足了我國(guó)國(guó)防高科技的急需，在超大功率激光工程中獲得應(yīng)用。

　　先進(jìn)的人工晶體要為我所用！