“中国牌”晶体，何以“断层”领先数十年？ | 科技自立自强之路

“其他国家在晶体生长方面的研究

目前看来还无法缩小与中国的差距。”

2009年2月

《自然》杂志一篇题为

《中国“藏匿”的晶体珍宝》的调研文章

引发国际同行广泛关注

其中认为中国禁运氟代硼铍酸钾晶体（KBBF）

将对美国功能晶体等研究产生严重影响

该文的缘起

是中国2007年停止对外提供KBBF晶体

美国不惜重金求购或邀请中国专家去美工作

都被严词拒绝

中国科学家用国际领先的自主创新成果

在高技术领域对美国说“不”

从20世纪60年代开启理论研究

到80年代研制出低温相偏硼酸钡晶体（BBO）

以及三硼酸锂晶体（LBO）

再到90年代研制出KBBF晶体

中国科学院福建物质结构研究所

（以下简称福建物构所）等单位的科学家

打破中国在晶体生长领域仿制、跟跑的局面

让“中国牌”晶体闪耀世界

▲LBO晶体。

作为一类重要材料

晶体是指能自发地生长成

规则几何多面体形态的物体

随着科技进步和经济发展

人工功能晶体已成为激光设备等

不可或缺的基础材料

激光技术是20世纪“四大科技发明”之一

作为激光设备的上游关键部件

非线性光学晶体可以

将某一频率的激光转换成另一种频率的激光

当时

国外已发现一些非线性光学晶体材料

而中国尚未研发出自己的晶体

1945年

我国结构化学领域开拓者卢嘉锡留学归国

组织队伍开始晶体材料研究

国外晶体研究已开展数十年

我国如何赶超？

基于对国际国内晶体研究的分析

卢嘉锡认为

探索新晶体材料

不应受国外学术思想束缚

跟在外国人的后面走

而应在总结分析国外已有工作基础上

走自主创新道路

1960年

卢嘉锡经过深思熟虑

向中国科学院和福建省委提出

将福建分院筹建的“六所一室”整合

最终形成福建物构所

自此开始研制非线性光学晶体

▲20世纪60年代，建所初期的结构化学研究队伍。

缺乏技术、没有经验和专业人才

科研人员只能从仿制起步

即便如此

卢嘉锡还是凭借研究积累

部署了结构化学、非线性光学晶体等研究方向

构想有了

关键是靠大团队联合开展大攻关

卢嘉锡想方设法

从高校调来理论物理等专业的毕业生

陈创天（2003年当选中国科学院院士）

就是其中之一

原本学理论物理的陈创天

根据研究所发展需要

系统学习了结构化学知识

▲20世纪70年代，卢嘉锡（左）指导福建物构所科技人员工作。

1976年

苦心钻研近十年后

陈创天提出阴离子基团理论

次年被任命为非线性光学材料探索组组长

到1979年

研究组发现BBO是个非常有希望的新型材料

三年后，他们终于生长出大块BBO晶体

▲科研人员早期使用的手摇计算机。

中国科学家以翔实的数据和无懈可击的实验

证明了BBO晶体是非中心对称的晶体

在200纳米至350纳米波长范围内

透过率可达到80%以上

▲BBO晶体。

“中国牌”晶体横空出世

正当外国学者为之感到震惊时

中国科学家又于1987年宣布新的重磅成果

他们发现并生长出第二块“中国牌”晶体LBO

与BBO相比

LBO紫外截止波长移到150纳米

是实现高功率三倍频输出最好的非线性光学晶体

BBO、LBO晶体

分别被美国《激光电子学》杂志

评为1987年、1989年“十大尖端产品”

▲BBO、LBO获评“十大尖端产品”。

1988年

福建物构所进一步加强成果转化

成立福建福晶科技股份有限公司

（以下简称福晶科技)

开启BBO、LBO晶体商业化之路

“商业化后，外国就眼红了。”

陈创天的学生、中国工程院院士吴以成回忆

美国曾以专利无效为借口和中国打官司

希望能取消中国的LBO晶体专利权

“他们蹩脚的理由最终没得逞。”

研发出BBO、LBO后

陈创天团队等经过反复计算和思考

又踏上新型非线性光学晶体探索之路

最终研制出全球独一无二的KBBF晶体

让激光最短波长达到184.7纳米

在深紫外激光领域大展身手

2008年上市的福晶科技

如今已成为全球知名的LBO、BBO等龙头厂商

产品广泛应用于激光、半导体等领域

2023年实现营业收入7.82亿元

▲晶体提拉生长车间。（本文图片均由福建物构所提供）

今天，我国的原创晶体

在研制和应用上不断取得新成果

始终领先国际

几十年过去了

“中国牌”晶体这个“老字号”

更显创新活力

“跟在别人屁股后面永远不是创新。”

正是有了国家和中国科学院

对晶体研究的持续大力支持

有了几代科学家的团结互助、勠力创新

我国晶体研究才长盛不衰

全文请见9月2日《中国科学报》将刊发的文章

逆境中长出的“中国牌”晶体

来源：中国科学报

责任编辑：刘映含