我国科学家在光学晶体领域取得了重大突破,他们发明了一种世界上最薄的光学晶体,这种晶体名为转角菱方氮化硼晶体,其厚度仅有1至3微米。这种晶体的能效比传统光学晶体提高了100倍至1万倍,这一成果是在2024年中关村论坛年会上公布的。
光学晶体是激光技术的核心组成部分,它在微纳加工、量子光源、生物监测等领域发挥着重要作用。传统的光学晶体难以在有限的厚度内高效产出激光,因此制备更轻薄的光学晶体成为了科学研究的热点。中国科学家通过反复试验,最终选择了氮化硼作为最佳材料,并通过特定的晶体设计方法,使得每块菱方氮化硼材料像拧魔方一样转动特定角度后堆叠,成功降低了激光穿过的能耗,实现了高效产出的激光。
这一创新的晶体设计理论与制备方法结合,使得光学晶体能够"瘦身"至1至3微米,远低于传统光学晶体的毫米级到厘米级厚度。研发团队将这种方法归纳为二维材料的界面转角理论,这一理论的应用有望让激光器的尺寸缩小至微米级,为激光器的小型化提供了新的可能。
此外,这种新型光学晶体的开发还为新一代激光技术奠定了理论和材料基础,有望在光子芯片等领域实现新的应用突破,对于推动我国新一代集成化激光技术的发展具有重要意义。