激光波長(十大激光器排名)

最近幾年的中美貿易戰越演越烈，美國以保護國家安全為(wei) 由加強禁令，導致華為(wei) 被動地出現了芯片危機，甚至有可能被逼入絕境。作為(wei) 中國的優(you) 秀企業(ye) ，華為(wei) 擁有著全國領先的技術。但為(wei) 什麽(me) 美國的一紙製裁書(shu) ，就能卡到華為(wei) 的脖子呢？難道華為(wei) 無法自己製造芯片嗎？當然不是，問題的關(guan) 鍵，在於(yu) 小而精這一點上。華為(wei) 自己製造的芯片大概在7納米和14納米左右，而禁令之前，華為(wei) 與(yu) 台積電合作生產(chan) 的芯片，其最小製程已經有望達到5納米左右。這東(dong) 西是越小越金貴，禁令一出，華為(wei) 隻能找別家合作，但就是做7納米也蠻費勁的。那麽(me) 台積電有的東(dong) 西一定是我們(men) 所缺少的，這東(dong) 西是什麽(me) 呢？這就要從(cong) 芯片的製造技術說起了。

談到芯片的製造，就不得不說說光刻機這個(ge) 東(dong) 西。它是一種能夠製造出芯片的高端精密儀(yi) 器。光刻機，顧名思義(yi) ，就是用光學技術把各種各樣形式的電路刻在晶圓上麵，之後再使用精密的儀(yi) 器順著刻出來的樣子繼續加工，最後得到小而精的芯片，它可以完成大量的、複雜的運算，可以處理很多任務。它可以放在電視、電腦、手機裏，沒有這種東(dong) 西，現代社會(hui) 的很多電子產(chan) 品就無法小型化、功能也無法複雜化。由此可見，作為(wei) 它的製造儀(yi) 器光刻機，顯然成了芯片產(chan) 業(ye) 中最昂貴且技術難度最高的機器，好幾億(yi) 美金一台的價(jia) 格都算便宜的。

光刻機

可是光刻機昂貴在哪裏呢？既然它是整塊芯片的靈魂刻刀，那麽(me) 它的關(guan) 鍵就在一個(ge) “刻”字上，究竟有多鋒利的刀刃，能刻出這麽(me) 小而精的芯片？世界上最鋒利的刀刃，不是金屬而是激光。光刻機使用了光學技術，它最核心的東(dong) 西就是用某種材料來控製光源，來達到我們(men) 想要的效果。也就是把光變成刀刃。

我們(men) 常見的光源有可見光和紫外光，其中紫外光又叫做UV，它能殺菌消毒，但同時對眼睛有很大的殺傷(shang) 力，是肉眼不可直視的光源。而目前世界上發現的，比紫外光更具殺傷(shang) 力的光源便是深紫外光和極紫外光，又稱DUV和EUV。這些光源按照波長來比較，EUV是波長最短的光源。波長越短的光，其頻率越高，如果利用起來進行聚焦，則可以變成激光束來進行切割，它可以使被照射的材料迅速熔化，並且借助與(yu) 激光束同樣高速的氣流吹掉熔融物質，從(cong) 而實現切割的目的。如果我們(men) 的要求更精密，不是切割而是雕刻呢？這就是光刻的原理。

目前為(wei) 止，波長最短的EUV光源，所產(chan) 生的激光所雕刻的芯片，精度更高。除了光源本身以外，將光源利用起來進行聚焦、折射、甚至改變其波長和頻率的光學晶體(ti) 材料，也成了這類精密儀(yi) 器的核心部件，甚至對於(yu) 所有激光類儀(yi) 器，都起著至關(guan) 重要的作用。

然而，美國的禁令一出，華為(wei) 和台積電無法再合作，轉而與(yu) 中芯國際合作製造芯片。不久後媒體(ti) 就捕捉到中芯國際從(cong) 荷蘭(lan) 進口了一台大型光刻機，通過出口加工區場站兩(liang) 道閘口進入廠區，當時給了業(ye) 界很大期望，但後來才知道也隻是DUV光刻機。而荷蘭(lan) 最先進的EUV光刻機，一直受到美國的阻攔，始終不肯賣給中國。

如果你了解中國光學晶體(ti) 材料的曆史，就不難看出，這些卡中國脖子的行為(wei) ，也可能是美國為(wei) 了雪恥，而進行的報複。因為(wei) 早在20世紀80年代，中國就曾經發明了領先於(yu) 世界的，非線性光學晶體(ti) 材料，並且在當時禁止了這項產(chan) 品和技術的外傳(chuan) 。換句話說，在激光科學領域，中國先卡過美國的脖子。

中國的非線性光學晶體(ti) 研究之路，是由幾代科研人員前赴後繼，所開創出來的奮鬥之路，是中華民族在落後屈辱中，不斷地進行努力和抗爭(zheng) 的道路。1978年，陳創天博士首次發現並合成了BBO晶體(ti) ，也是第一塊“中國牌”非線性光學晶體(ti) ，引起了世界激光學界的關(guan) 注。在當時，成了熱銷品，世界上80%的BBO都是中國製造！

1987年，第二塊“中國牌”非線性光學晶體(ti) ，即LBO晶體(ti) 。由陳創天的學生吳以成研製成功。作為(wei) 非線性光學晶體(ti) 的傳(chuan) 承人，吳以成整整研究了三年。他和他的導師陳博士，樂(le) 觀平和，從(cong) 不以研究為(wei) 累、為(wei) 苦。在他們(men) 看來，為(wei) 中國造出性能更好的非線性光學晶體(ti) ，哪怕拚了命，也是值得的。師徒二人發明的“中國牌”晶體(ti) ，廣泛應用於(yu) 激光技術領域。還被美國雜誌評選為(wei) 1989年世界十大激光高科技產(chan) 品之一。

而此時的陳創天，帶領著他的團隊，精益求精地又向前邁出了一大步。當時在國際同行中流傳(chuan) 著一種說法，說是激光的波長不可能再小於(yu) 200納米了。然而陳創天團隊卻在1990年的時候發現了一種能夠產(chan) 生最短激光波長為(wei) 184.7納米的晶體(ti) 。經過多次試驗，最終成功地合成了這種晶體(ti) ，因為(wei) 它是由氟代硼鈹酸鉀合成的，因此取每個(ge) 化學元素首字母來給它命名為(wei) KBBF晶體(ti) 。陳創天發現BBO和LBO雖好，但卻隻是把近紅外光轉化為(wei) 可見光和近紫外光，無法產(chan) 生深紫外光。隻有KBBF晶體(ti) 才完美地達到了這一目的。

而深紫外非線性光學晶體(ti) 是激光器的關(guan) 鍵光學元件，且其綜合性直接決(jue) 定著激光器輸出深紫外激光的光束質量和轉換效率。通俗點說，就是它可以是一個(ge) 高級磨刀石，可以把光做成你想要的刀，想讓它有多鋒利它就會(hui) 有多鋒利。KBBF晶體(ti) 是高端光刻機、激光光譜儀(yi) 甚至是激光武器的核心元件，它的性質和質量，直接決(jue) 定了這些精密儀(yi) 器或者戰略性武器的質量和精確程度。經過大國工匠多年的努力奮鬥，深紫外時代開始了。KBBF晶體(ti) 在國際上一麵市就引起了世界的震動，一時間又成了搶手貨，一小塊就高達好幾萬(wan) 美元！

當時的中國很快便意識到了KBBF晶體(ti) 可以用於(yu) 軍(jun) 事用途的戰略意義(yi) ，進而對該材料進行了禁售和技術封鎖。至此，一向傲慢的美國人慌了，小到教學科研和醫療設備，大到激光武器，凡是跟KBBF晶體(ti) 有關(guan) 的項目都因為(wei) 中國禁售而被卡了脖子。美國人找陳創天以高價(jia) 買(mai) KBBF晶體(ti) ，直接被拒絕：不賣。美國人又希望用極高的薪水挖走陳創天，得到的答複也是直接被懟：不去。以至於(yu) 美國《自然》雜誌大吐苦水，發表了一篇文章，就叫做《中國藏起了這種晶體(ti) 》。

KBBF晶體(ti)

隨著光刻、激光加工以及激光光譜儀(yi) 等等這些激光科學的飛速發展，KBBF晶體(ti) 材料作為(wei) 激光技術及光電子技術核心材料之一，在激光存儲(chu) 、激光通信、激光製導、激光慣性約束核聚變等領域都具有著重要的應用。美國人沒轍了，不知投入了多少人力物力財力，也開始“自主研發”。經過了15年的時間，最終於(yu) 2016年，才研製出KBBF晶體(ti) ，突破了中國的封鎖。

在美國人著急研發的時候，追求完美的陳創天博士和他的團隊依然馬不停蹄，繼續對KBBF晶體(ti) 進行了大量的研究工作，力求在這個(ge) 過程中發現更多性能更優(you) 良的光學晶體(ti) 材料。

由於(yu) KBBF晶體(ti) 的合成材料中有一種叫做鈹的化學元素有劇毒，以此為(wei) 研究方向，陳創天於(yu) 2015年，發現了LSBO晶體(ti) ，這是一種新型無鈹深紫外非線性光學晶體(ti) 材料。可以替代含有劇毒物質鈹成為(wei) 下一代深紫外線非線性光學晶體(ti) 材料。但沒有想到的是，三年後，陳創天博士便因病逝世。一代科技巨匠悄無聲息地隕落了，這將成為(wei) 我國在科技領域的重大損失。然而，中國的科技工作者們(men) 並不會(hui) 因此而停下前進的腳步，材料科學很重要，誰掌握製作設備的工藝，誰就更先進。每個(ge) 國家都有自己的強項，掌握的強項越多，被別人卡脖子的機會(hui) 也就越少。

鈹

中國的激光技術雖然暫時領先於(yu) 世界，但從(cong) 美國突破技術封鎖和華為(wei) 事件來看，中國科學家們(men) 未來還有很長的路要走。通過科技工作者的共同努力，目前已經發現的一係列新的KBBF族晶體(ti) ，這其中有不少更優(you) 良的材料。比如RABF晶體(ti) ，其合成材料用鋁元素取代了有劇毒的鈹元素。ABBF晶體(ti) 與(yu) KBBF晶體(ti) 的結構相同，同時保留了KBBF族晶體(ti) 其他的性能特點，通過水熱法進行生長，雙折射率與(yu) KBBF晶體(ti) 也十分接近。

中國晶體(ti) 材料事業(ye) 來之不易，經過這麽(me) 多年的努力，已經在國際上有影響了，而且是世界領先水平。從(cong) “中國牌”晶體(ti) 的發展曆程來看，中國在光刻技術方麵還是有著堅實的基礎的，中國還有很大的上升空間。隻要國家有決(jue) 心，將來一定能夠攻克光刻機技術。隻有把EUV光刻機研製出來，華為(wei) 這樣的優(you) 秀企業(ye) ，才能不被禁令所掣肘。希望我國的晶體(ti) 事業(ye) ，能夠繼續創造輝煌。

KBBF族晶體(ti)

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