“中國牌”晶體，何以“斷層”領先數十年？

文丨《中國科學報》記者王昊昊

“其他國家在晶體生長方面的研究

目前看來還無法縮小與中國的差距。”

2009年2月

《自然》雜志一篇題為

《中國“藏匿”的晶體珍寶》的調研文章

引發國際同行廣泛關注

其中認為中國禁運氟代硼鈹酸鉀晶體（KBBF）

將對美國功能晶體等研究產生嚴重影響

該文的緣起

是中國2007年停止對外提供KBBF晶體

美國不惜重金求購或邀請中國專家去美工作

都被嚴詞拒絕

中國科學家用國際領先的自主創新成果

在高技術領域對美國說“不”

從20世紀60年代開啟理論研究

到80年代研制出低溫相偏硼酸鋇晶體（BBO）

以及三硼酸鋰晶體（LBO）

再到90年代研制出KBBF晶體

中國科學院福建物質結構研究所

（以下簡稱福建物構所）等單位的科學家

打破中國在晶體生長領域仿制、跟跑的局面

讓“中國牌”晶體閃耀世界

▲LBO晶體。

作為一類重要材料

晶體是指能自發地生長成

規則幾何多面體形態的物體

隨著科技進步和經濟發展

人工功能晶體已成為激光設備等

不可或缺的基礎材料

激光技術是20世紀“四大科技發明”之一

作為激光設備的上游關鍵部件

非線性光學晶體可以

將某一頻率的激光轉換成另一種頻率的激光

當時

國外已發現一些非線性光學晶體材料

而中國尚未研發出自己的晶體

1945年

我國結構化學領域開拓者盧嘉錫留學歸國

組織隊伍開始晶體材料研究

國外晶體研究已開展數十年

我國如何趕超？

基于對國際國內晶體研究的分析

盧嘉錫認為

探索新晶體材料

不應受國外學術思想束縛

跟在外國人的后面走

而應在總結分析國外已有工作基礎上

走自主創新道路

1960年

盧嘉錫經過深思熟慮

向中國科學院和福建省委提出

將福建分院籌建的“六所一室”整合

最終形成福建物構所

自此開始研制非線性光學晶體

▲20世紀60年代，建所初期的結構化學研究隊伍。

缺乏技術、沒有經驗和專業人才

科研人員只能從仿制起步

即便如此

盧嘉錫還是憑借研究積累

部署了結構化學、非線性光學晶體等研究方向

構想有了

關鍵是靠大團隊聯合開展大攻關

盧嘉錫想方設法

從高校調來理論物理等專業的畢業生

陳創天（2003年當選中國科學院院士）

就是其中之一

原本學理論物理的陳創天

根據研究所發展需要

系統學習了結構化學知識

▲20世紀70年代，盧嘉錫（左）指導福建物構所科技人員工作。

1976年

苦心鉆研近十年后

陳創天提出陰離子基團理論

次年被任命為非線性光學材料探索組組長

到1979年

研究組發現BBO是個非常有希望的新型材料

三年后，他們終于生長出大塊BBO晶體

▲科研人員早期使用的手搖計算機。

中國科學家以翔實的數據和無懈可擊的實驗

證明了BBO晶體是非中心對稱的晶體

在200納米至350納米波長范圍內

透過率可達到80%以上

▲BBO晶體。

“中國牌”晶體橫空出世

正當外國學者為之感到震驚時

中國科學家又于1987年宣布新的重磅成果

他們發現并生長出第二塊“中國牌”晶體LBO

與BBO相比

LBO紫外截止波長移到150納米

是實現高功率三倍頻輸出最好的非線性光學晶體

BBO、LBO晶體

分別被美國《激光電子學》雜志

評為1987年、1989年“十大尖端產品”

▲BBO、LBO獲評“十大尖端產品”。

1988年

福建物構所進一步加強成果轉化

成立福建福晶科技股份有限公司

（以下簡稱福晶科技)

開啟BBO、LBO晶體商業化之路

“商業化后，外國就眼紅了。”

陳創天的學生、中國工程院院士吳以成回憶

美國曾以專利無效為借口和中國打官司

希望能取消中國的LBO晶體專利權

“他們蹩腳的理由最終沒得逞。”

研發出BBO、LBO后

陳創天團隊等經過反復計算和思考

又踏上新型非線性光學晶體探索之路

最終研制出全球獨一無二的KBBF晶體

讓激光最短波長達到184.7納米

在深紫外激光領域大展身手

2008年上市的福晶科技

如今已成為全球知名的LBO、BBO等龍頭廠商

產品廣泛應用于激光、半導體等領域

2023年實現營業收入7.82億元

▲晶體提拉生長車間。（本文圖片均由福建物構所提供）

今天，我國的原創晶體

在研制和應用上不斷取得新成果

始終領先國際

幾十年過去了

“中國牌”晶體這個“老字號”

更顯創新活力

“跟在別人屁股后面永遠不是創新。”

正是有了國家和中國科學院

對晶體研究的持續大力支持

有了幾代科學家的團結互助、勠力創新

我國晶體研究才長盛不衰

《中國科學報》明日（9月2日）刊發全文：

《逆境中長出的“中國牌”晶體》