文|卢臻

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引言

新中国成立75年来，美国的封锁可谓无所不在，尤其在科技领域，他们死咬着各种理论、技术与高精尖材料不放，让中国在科技发展上举步维艰。

就当美国觉得可以高枕无忧之时，中国科学家却另辟蹊径，在美国想不到的领域实现了重大突破，而一块晶体小石头的出现，更让中国在此领域垄断数十年，终让美国也尝到了技术封锁的滋味。

（中美科技战）

一、不跟美国走，勇闯晶体材料无人区

光学晶体，对我们普通人来说，绝对是一个陌生的科技名词，但在现代社会中，光学晶体的应用，遍布于我们生活的方方面面。

小到各种摄影镜头、显示器和光学仪器，大到医学、工业等的激光设备，以及通信及网络所使用的光纤，都离不开光学晶体这一关键组件。

如今的半导体光刻、激光光电子能谱仪和激光切割等领域，都和这种材料密切相关！

（光学晶体）

可以说，光学晶体这块不起眼的小石头，关系着一个国家的工程技术水平和工业生产效率，对普通人的日常生活也具有极为重要的影响。

光学晶体一般分为双折射晶体、非线性光学晶体和激光晶体三种类型。

上世纪60年代，中国科学家将目光落到了西方人较少研究，且还未取得突破性成就的非线性光学晶体之上。

（非线性光学晶体）

那时，非线性光学晶体研究的中心全在美国，一个是贝尔实验室，一个则是杜邦研究发展中心。

而中国决定在这一个领域大展拳脚的人，便是后来成为中国科学院院士的陈天创。

陈天创在上世纪六七十年代那个艰苦而动荡的年代里，全心全意只专注于研究一件事情，那便是“非线性光学效应的微观结构与宏观性质之间的相互关系”。

（正在从事研究工作的陈天创）

陈天创没有相关的理论作指导，一切尝试都是他的原创。无论精密的实验还是繁杂的计算，他都亲手独自完成，在没有电子计算机的年代，他的理论推算，只计算这一项就花费了整整一年的时间。

就是这般艰苦奋斗、笔耕不辍，陈天创终于得出了他的“晶体非线性光学效应的阴离子基团理论”。

（陈天创和他的中国牌晶体）

正是有了这个理论作指导，中国在非线性光学晶体领域，逐渐闯出了一片少有人进入的广阔天地。

目前，在世界上能够投入应用的非线性光学晶体只有4种，除了KTP 晶体出自美国的杜邦公司，其余三种，即 BBO、LBO和KBBF，都是在陈天创的理论基础上发明出来的“中国牌”晶体。

（KBBF晶体）

可以说， BBO、LBO就已经让中国在非线性光学晶体领先了世界，而氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体的出现，更是将光学晶体不可产生短于 200 纳米的深紫外光这个屏障一脚踏破。

我国也就成为首个拥有能高频、高精度输出深紫外激光源晶体材料的国家，这一突破在全球光学界引起强烈的震动和巨大的反响。

（外国对中国KBBF晶体的绘图报道）

二、小石头大威力，独步世界美国眼馋

氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体到底有多牛？

如果说BBO、LBO这两种“中国牌”晶体，被美国视为8、90年代世界十大高新技术产品，并迅速投入到世界各领域的实践应用中。

（LBO 晶体）

而KBBF由于其能产生其他晶体都不能产生的新的波长，也就成为世界晶体界极其珍贵的一根独苗。

也就是说，即便LBO能将Nd: YAG 等激光二倍频、三倍频、四倍频、五倍频输出的效率大大提高，但由于不能产出新的波长，在一定程度上是可被其他晶体所取代的。

（穿过KBBF晶体和平面镜的激光束图示）

另外， LBO 虽也可以达到深紫外155纳米的波长，但 LBO 的双折射率实在太小，也就不能对Nd: YAG 激光进行高倍输出，更别提去输出深紫外激光了，因而在深紫外激光领域， LBO 根本难以投入应用。

LBO做不到的事情，世界其他优质的非线性光学晶体也都不可能做倒。

（KBBF晶体应用于太空激光器之中）

而中国制造的KBBF，不仅产生了177.3纳米的深紫外相干光，还实现了对深紫外光的高倍输出。

也就是说，一旦技术和工程领域，需要200nm 到 150nm 这个深紫外光谱区的激光用于作业，有且只有一种选择，那便是中国制造的 KBBF 晶体。

而深紫外激光能为前沿科技、医疗保健、半导体制造、生命科学、环境科学等领域提供更高能量的分辨率和光子流密度，帮助诸多领域开拓新的方向、实现新的突破。

（KBBF晶体）

KBBF晶体，从理论基础到实验推演，再到晶体的生长等技术，都是中国科学家艰苦奋斗、不辞辛苦独立自主创造出来的。

也就是说，这块关系着高精尖领域发展的小小石头，所有的一切都握在中国人的手中。

中国在这一领域已经远远把美国等国甩在了后面。

（图文无关）

三、石头贴上“中国牌”，美国想要高价也不给

虽然陈天创院士的“晶体非线性光学效应的阴离子基团理论”，在60年代末就已经有了雏形。

中国在非线性光学材料上的探索却开始于1977年。

虽然起步晚，但有陈院士的理论做支撑，我们于1979年研制出了一种新的非线性光学材料----偏硼酸钡钠，也就是后来的BBO。

（陈天创院士）

1986年，陈天创在美国旧金山首次向世界报告了BBO的性能，立即在学界引起轰动。

但由于中国在1985年才有了第一部专利法，而BBO的正式发表是在1984年，因此也就不能拥有专利，无偿给到世界各国来予以使用。

1987年，陈天创及其团队又推出了一个优质的非线性光学晶体LBO。

（中国科学研究员）

LBO一经问世，再次受到了世界相关领域的广泛赞誉。由于LBO正式的发表时间也是1987年，中国科学家的成果终于有了中国首部专利法的保护。

LBO的专利直到2009年才结束，为我国持续创收20年，也为后来新型晶体的研发提供了丰厚的资金支持。

而90年代研发KBBF晶体，作为非线性光学晶体界的独一份，开创了中国对美国实施技术禁运先例。

（中美科技角逐）

也就是说，除了在中国，世界上根本买不到KBBF晶体，其他国家想要制造深紫外固态激光器，就必须依赖我国的这项技术。

而目前的美国又不能在这一领域实现有效突破，毕竟KBBF晶体从理论到成品全都是中国的原创，美国想要拥有这项技术，必须从0开始一步步来，不仅需要投入大量的人力、物力、财力，还需要承担原材料中有毒物质侵害的风险。

即便美国狠下决心迈出第一步，也至少需要15年才能赶上我们。

（美国实验室）

目前，美国也只能低声下气出高价来买我们的激光器成品，至于其核心的KBBF晶体，美国就是出再多的钱，中国也不会给的。

至于中国什么时候解除对KBBF的技术禁运，估计得等到中国科学家以此为基础再造壮举，研发出一种令世界更为震惊的新型材料的那天吧。

禁运解除之时便是我们更加领先之日。而且我们相信，这一天很快就能到来。