2005年，相關(guān)技術(shù)申報了國際專利并被授權(quán)。2020年，我國商務(wù)部和科技部聯(lián)合發(fā)文，將“KBBF晶體生長與棱鏡耦合器件加工技術(shù)”列入限制出口技術(shù)目錄。這成為我國少有的對國外實行技術(shù)禁運的高新技術(shù)。

2007年，一期項目立項后，他們繼續(xù)探索如何將深紫外棱鏡耦合倍頻器件發(fā)展成全固態(tài)深紫外激光源。

理化所研究員張申金是首臺皮秒175~210納米寬調(diào)諧深紫外全固態(tài)激光源研制過程的親歷者之一。他記得，2010年，他們度過了一個壓力極大的夏天。

皮秒175~210納米寬調(diào)諧深紫外全固態(tài)激光源屬于國際首創(chuàng)，不僅要實現(xiàn)實用化與精密化的樣機并將其配套到前沿裝備光電子能譜儀上，還要實現(xiàn)每次開機每天運行24小時，至少連續(xù)運行約7天的目標(biāo)。

為滿足光電子能譜儀對波長寬調(diào)諧后光束指向的要求，許祖彥和張申金一起討論二倍頻和四倍頻關(guān)鍵技術(shù)問題與解決方案，最終自主研發(fā)了高精度350~420納米寬調(diào)諧反向級聯(lián)二倍頻系統(tǒng)和高精度175~210納米寬調(diào)諧深紫外激光產(chǎn)生、整形及光束指向準(zhǔn)自動調(diào)控系統(tǒng)，滿足了整機要求。

4、受益者

在晶體與激光器技術(shù)被逐一攻克的同時，“定制化”的深紫外固態(tài)激光裝置平臺越來越多。

周興江對10多年來的持續(xù)合作攻關(guān)歷程記憶猶新。

2006年，周興江和陳創(chuàng)天、許祖彥初次合作首戰(zhàn)告捷后，他們在一期項目中繼續(xù)合作。一期項目8臺科學(xué)儀器設(shè)備，周興江團隊負(fù)責(zé)了其中兩臺半的制備工作。

這其中的“半臺”設(shè)備，指的是調(diào)整周興江此前合作建設(shè)的真空紫外激光角分辨光電子能譜儀。另外兩臺設(shè)備，一臺是深紫外激光自旋分辨角分辨光電子能譜儀，另一臺是基于飛行時間能量分析器的深紫外激光角分辨光電子能譜儀。

一期項目結(jié)束后，周興江盼望能有一臺具備極低溫研究環(huán)境的深紫外激光裝備，觀察極低溫條件下超導(dǎo)材料的電子結(jié)構(gòu)，于是又參與了二期項目。

歷時8年，周興江團隊和陳創(chuàng)天、許祖彥團隊制成國際首臺大動量極低溫深紫外激光光電子能譜儀，不僅創(chuàng)造了0.8開氏度的極低溫紀(jì)錄，還將光子能量提升到7.4電子伏特。至此，科研人員終于能精準(zhǔn)“看清”超導(dǎo)材料的微觀電子結(jié)構(gòu)，探索超導(dǎo)、拓?fù)涞认冗M(jìn)量子材料奇特物性的起源了。

2013年9月，研究人員操作基于飛行時間能量分析器的深紫外激光角分辨光電子能譜儀。

從2004年合作至今，作為我國紫外固態(tài)激光裝備研制的見證者和參與者，周興江收獲頗豐。2013年，他因以深紫外全固態(tài)激光前沿裝置為平臺做出的重要研究成果，榮獲全球華人物理學(xué)會亞洲成就獎。今年，他又基于大動量極低溫深紫外激光角分辨光電子能譜儀，揭示了鐵基超導(dǎo)配對機理中的關(guān)鍵信息，引發(fā)國際關(guān)注。

深紫外固態(tài)激光裝置的受益者，還有中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大化所）。深紫外一期項目期間，理化所為大化所定制的深紫外激光源使其發(fā)現(xiàn)了石墨烯對催化反應(yīng)的調(diào)控作用、石墨烯對鉑金催化表面反應(yīng)有限域增強效應(yīng)等不少新現(xiàn)象。

除了周興江團隊、大化所團隊外，理化所還與中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院團隊合作，用特別定制的深紫外激光研制鋁離子光頻標(biāo)；與中國科學(xué)院化學(xué)研究所團隊合作，研制出高靈敏度深紫外/紅外離子化檢測質(zhì)譜光譜儀；與中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所團隊合作，研制出深紫外激光調(diào)制反射光譜儀。

從2007年一期項目開始，到2023年二期項目驗收，我國科學(xué)家自主研制成功16種20臺深紫外固態(tài)激光源前沿科研儀器，覆蓋材料、物理、化學(xué)、生命、信息、資環(huán)六大領(lǐng)域。

2013年9月，研究人員在操作深紫外激光光化學(xué)反應(yīng)儀。理化所供圖

5、向遠(yuǎn)而行

經(jīng)過兩期項目15年的探索，我國深紫外科研儀器設(shè)備已經(jīng)初步形成“深紫外晶體—激光源—前沿裝備—科學(xué)研究—產(chǎn)業(yè)化”的自主創(chuàng)新鏈條。