中国科学院理化技术研究所的产业基地,在这片广阔的新园区中,有约7500平方米的空间是属于深紫外非线性光学晶体与器件平台和深紫外全固态激光源平台的。正是这两个平台以及在其基础上研制出的8台新型深紫外激光科研装备,使中国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家,在国际深紫外领域的科学研究中无可置疑地站在领先位置。
更为重要的是,这些基于深紫外激光技术的尖端科研仪器将被中国物理、化学、材料、信息、生命和资源环境等六大领域的科学家们所应用,助力中国科学研究的进一步发展。为何深紫外激光尖端科研装备能够发挥如此重要的作用?中国工程院院士许祖彦的回答一语中的:“因为这些装备能够让我们将世界看得更清晰。”在大自然中,可以被人眼感知的可见光只是电磁波谱中的一部分,波长约在400纳米至700纳米之间。
而我们看不见的那部分光的世界蕴藏着丰富的信息。在电磁波谱中,还有一部分波长短于200纳米的光波,被称为深紫外波段。深紫外技术与装备的发展在物理、化学、材料、信息、生命和资源环境等多学科领域均有重大应用价值。但是长期以来,深紫外科研装备缺乏实用化和精密化的光源。而深紫外固态激光源的研制成功,则突破了实用化和精密化的瓶颈,成为科学家们探寻神秘世界的有力武器。
如今,已经研制成功的8台新型深紫外激光科研装备已经在相关学科的研究中发挥着重要的作用。
科学发展史表明,现代科学技术的进步越来越依靠科学仪器的创新和发展。据统计,迄今为止至少有三分之一的诺贝尔物理奖和化学奖授予了那些在测试仪器和试验方法方面有重要创新的科学家。但目前,中国科学家手中的尖端科研仪器却基本上依赖进口,这对科学研究的进一步发展造成了阻碍。在此时,深紫外激光尖端科研仪器的研制成功突破了中国高端科研仪器缺乏的瓶颈,无疑具有重大价值和意义。“如今成果的取得经历了长期而艰难的过程。
”提到前不久刚刚通过验收的“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”,中国科学院院士许祖彦感慨万千。自20世纪90年代初起,中国科学院就开始研究深紫外非线性光学晶体和激光技术。当时,大陆还没有相关的实验装置,许祖彦和陈创天不得不借用香港科技大学的实验室,几乎每天都要工作到后半夜。
经过长期的努力,他们终于在国际上首先生长出大尺寸氟硼铍酸钾(KBBF)晶体,并发现该晶体是第一种可用直接倍频法产生深紫外波段激光的非线性光学晶体。
对于项目的科研人员来说,研发出国际领先的科研技术并不意味着任务的结束。他们的目标是最终完成“晶体-光源-装备-科研-产业化”的完整自主创新链。目前,相关项目中8台科研仪器之一的深紫外激光光发射电子显微镜(PEEM)已经开始了产业化尝试。考虑到企业在产业化中的重要作用,所以在项目实施过程中,合作企业北京中科科仪股份有限公司很早就参与进来,项目工程总体部的副总经理就由中科科仪的副总裁李奇志来担任。
“我们的自主创新链已经形成了,但还不完善。”詹文山说。与其他尖端科研仪器一样,深紫外固态激光源设备也面临着市场范围有限的问题,“设备需求主要集中在科研单位,而且仪器的价格动辄要几百万、上千万,一年下来需求也就是几台”。而且,科学仪器的产业化不可能是简单的复制。“这不是电视机。”詹文山开玩笑说,“我们得根据不同的需求来做”。