4月25日，2024中關村論壇年會上，北京大學物理學院劉開輝教授、王恩哥院士科研團隊首創的僅有1-3微米厚度“轉角菱方氮化硼光學晶體”科技成果發布，這種全新類型光學晶體是世界上已知最薄的光學晶體，能效相較于傳統晶體提升了100倍至1萬倍。
集成化、微型化、多功能化是未來激光器的發展方向。但傳統光學晶體很難在有限厚度內高效產出激光，因此制備更輕薄的光學晶體成為各國科學家競相研發的焦點。
北京大學物理學院團隊在2014年確立輕元素材料光學晶體研究方向，在2023年攻克輕元素單晶材料制備的超級難題——生長堆垛取向調控，實現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實現了光學倍頻轉換效率的突破，3.2 微米厚度下可達 8%，同厚度下相較于傳統晶體提升了 100-10000 倍，是世界已知最薄的光學晶體。
研發團隊將這一方法歸納為二維材料的界面轉角理論，劉開輝教授解釋，“該理論的應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晶體的材料，也有望在材料堆疊角度的轉動中再次煥發生機。” 目前，研究團隊已與國內公司合作，成功研發了新一代全光纖激光器，同時積極推進該技術在光學芯片、量子技術、航空航天特種用途等領域的研發應用。
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作者：粉體圈
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