4月25日，2024中關(guān)村論壇年會上，北京大學(xué)物理學(xué)院劉開輝教授、王恩哥院士科研團(tuán)隊首創(chuàng)的僅有1-3微米厚度“轉(zhuǎn)角菱方氮化硼光學(xué)晶體”科技成果發(fā)布，這種全新類型光學(xué)晶體是世界上已知最薄的光學(xué)晶體，能效相較于傳統(tǒng)晶體提升了100倍至1萬倍。

集成化、微型化、多功能化是未來激光器的發(fā)展方向。但傳統(tǒng)光學(xué)晶體很難在有限厚度內(nèi)高效產(chǎn)出激光，因此制備更輕薄的光學(xué)晶體成為各國科學(xué)家競相研發(fā)的焦點。

北京大學(xué)物理學(xué)院團(tuán)隊在2014年確立輕元素材料光學(xué)晶體研究方向，在2023年攻克輕元素單晶材料制備的超級難題——生長堆垛取向調(diào)控，實現(xiàn)了菱方氮化硼晶體材料的大面積制備——氮化硼晶體在寬光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)了光學(xué)倍頻轉(zhuǎn)換效率的突破，3.2 微米厚度下可達(dá) 8%，同厚度下相較于傳統(tǒng)晶體提升了 100-10000 倍，是世界已知最薄的光學(xué)晶體。

研發(fā)團(tuán)隊將這一方法歸納為二維材料的界面轉(zhuǎn)角理論，劉開輝教授解釋，“該理論的應(yīng)用有望讓激光器的尺寸縮小至微米級。一些過去無法制造光學(xué)晶體的材料，也有望在材料堆疊角度的轉(zhuǎn)動中再次煥發(fā)生機。” 目前，研究團(tuán)隊已與國內(nèi)公司合作，成功研發(fā)了新一代全光纖激光器，同時積極推進(jìn)該技術(shù)在光學(xué)芯片、量子技術(shù)、航空航天特種用途等領(lǐng)域的研發(fā)應(yīng)用。

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