“国士无双”陈创天：仅凭一块“小石头”，让美国15年追不上中国

长年以来，美国俨然是一个世界霸主，对中国的芯片等其它科技领域展开了技术封锁，以此来遏制中国经济、科学技术的发展之路，唯恐威胁到自身的垄断地位。

孰不知中国科学家陈创天研发的“KBBF晶体”，早已领先美国多年，2009年，我国更是严令限制晶体技术出口，展开了对美国的技术封锁，使美国用尽15年努力研制也没有追上中国。

那么什么是“KBBF晶体”呢？在光学领域，有一种材料叫“KBBF”晶体，是已知唯一一种可以直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。

换句话说，就是只能通过“KBBF晶体”才能将普通的激光转化为176nm深紫外波长的微光，然后制造出用于科研、国防和生产的各种深紫外固定激光器。

那么为什么美国用尽15年时间都没有追上“KBBF晶体”呢？研究“KBBF晶体”的陈创天又是何方人士呢？

1937年，陈创天出生于浙江省奉化市一个知识分子家庭，建国后，陈创天跟随父亲，来到辽宁沈阳落户，在东北读完了自己的学业。

学习成绩优异的陈创天，考上了北大物理系专业，在中国这个顶级学术交流中心，陈创天有幸认识了、黄昆、郭敦仁、胡宁等一些著名科学家，并在他们的悉心培养下，确定了自己的学术方向。

1962年，陈创天北大毕业后，被分配到福州市华东物质结构研究所工作，这是中国科学院的一个下属单位，师从著名物理化学家卢嘉锡老先生，在他的指导下开始了系统的化学学习，同时自己自学了结构化学、量子化学等一些知识，从而为自己研究非线性材料结构和性能奠定了基础。

那么非线性材料结构和“KBBF晶体”又有什么联系呢?非线性光学材料，是光学性质依赖于入射光强的材料，非线性光学性质是指强光作用下的光学性质，因为这些性质只有在激光这样的强相干光作用下才能表现出来。

激光技术已经广泛应用于各个高科技领域，比如航空航天、核聚变等尖端领域，可以说激光技术在未来战场上，举足轻重。

因此，世界其他国家都极其重视激光技术的发展，如美国就有“激光核聚变技术”、英国有“阿维尔计划”等。

激光晶体就隶属于非线性光学材料的一类，也属于激光设备的上游关键零部件，所有的激光设备，只有在激光晶体的受激辐射下，才能发射出激光。因此，研究激光晶体变得至关重要，陈创天院士就在这个领域发挥着他的光和热，奉献了整整一生。

1968年，陈创天提出了著名的阴离子基团理论，解释了各种主要类型非线性光学晶体的结构与性能的关系，开始时，陈创天只是将目光聚焦在氧八面体上，但在这个领域美国已经开展了研究工作，陈创天认为和美国研究同一课题，不一定能超越美国，还不如在非线性光学晶体上下功夫。

经过多年不懈的坚持努力，陈创天和他的团队研究在BBO上获得了突破，利用溶剂生长法，成功生长出厘米级尺寸的BBO单晶体，这个晶体又被业内人士称为“中国牌晶体”。

1986年，国际量子电子学和CLEO会议在美国召开，在会上陈创天作了关于BBO的报告，引起了全世界学者的热烈回响。

此后，BBO晶体被广泛应用于染料激光器和钛宝石激光器等项目之中。

1987年，陈创天所带领的团队发现并生长出第二块非线性光学晶体，也就是LBO晶体，该晶体最大的优点是化学性能稳定，不潮解，机械硬度高，对于一些非线性光学加工极具吸引力。

LBO晶体不仅获得了国际激光科技界、工业界等一些专家教授的高度认可，销量还一度超过全球市场份额的80%，BBO晶体占到了40%，可以说中国研制的晶体在全世界处于垄断地位，这对于一向自诩世界第一的美国来说，不能不说是一个打击，这些科研成果都是陈创天院士和他的团队研究出来的。

虽然中国当时已经掌握了许多非线性光学晶体，但是波长小于200nm的深紫外波段，在研究领域还处于空白阶段，许多与之关联的研究领域也就此搁置，因此，深紫外全固态激光器，成为我国和世界各国誓要攻关的一个难题。

1991年，陈创天带领团队再一次获得重大突破，运用分子设计工程学方法发现了KBBF晶体，又历经5年的风风雨风雨，陈创天证明KBBF晶体可实现深紫外相干光输出，最短波长达到184.7nm，从而打破国际激光界以来的“200nm”。

KBBF晶体除了可以制造激光武器，还可以测量固体电子能级的分辨率达到360微电子伏特，同时，还可用于建造电子能谱仪、光刻技术等，在未来的激光武器、激光电视等领域都会得到广泛的应用。

比如传统的PEEM空间分辨率是20—50nm，今天的英特尔集成电路达到了10nm，有了KBBF就可以制造出170nm波长深紫外相干激光器，这样就大大提高了PEEM的使用效率。

美国早在上世纪七八十年代，就曾经研究过深紫外波段的激光拦截来袭的洲际导弹的可行性，KBBF晶体的出现给予了这种设想的可能性。

陈创天团队获得的巨大的成功，让中国在深紫外固体激光方面处于世界垄断地位，然而陈创天并没有满足，又在此基础上发明了KBBF晶体棱镜耦合技术。

2006年，中科院物理研究所和理化所，使用KBBF棱镜耦合器件，研制成功了电子能谱仪等设备，可以高精度的测量电子在固体中的能量和动量。

陈创天牵头的重大科研项目”深紫外固态激光源前沿装备”的研发成功，使我国成为全世界唯一的制造出实用化、精密化全固态激光器得已应用的先进国家。

这项达到深紫外波段的“KBBF晶体”技术，比美国领先了15年，当时我国本着技术共享的想法，向世界其他国家开放了这项技术。

直到2009年，美国政府意图将这项技术用于武器的研制之中，我国随即停止了对外出口。

美国追赶15年

多年来美国一直对中国或其它国家进行技术封锁，没想到自己也有被封锁的一天，在中国的“KBBF晶体”对国外实施技术封锁之后，美国的国土安全评估部门和国防研究部门，对此分外恼火，声称这项技术的缺失对美国相关领域的研究，影响很深。

对此，美国向陈创天打起了小算盘，私下托人找到陈创天，打算重金购买KBBF晶体，惨遭拒绝，又意图高薪聘请陈创天去美国研发，又遭拒绝。

然而“KBBF晶体”前景的确意义重大，美国在收买陈创天失败后，只能抓紧时间自己研发。

2009年，美国向研制8年的APC公司拨出15万美元的启动资金，在2011年又追加到50万美元，APc公司进入正式研制开发阶段。

15年过去了，2016年，美国APC也就是先进光学晶体公司，终于研制出了““KBBF晶体”，就在美国沾沾自喜感觉已赶上中国，甚至在部分技术领域已超过中国时，让他们意外的是，中国在2015年已经在晶体技术上再一次突破，发现了比“KBBF晶体”更好的材料“LSBO晶体”。

对此，中科院对外宣布，虽然KBBF是唯一能输出深紫外钱的非线性光学晶体，不过由于KBBF含有剧毒铍元素，同时晶体层状生长习性严重，因此，急需探索NLO晶体材料。

而在陈创天和其团队的协作之下，已经发现了新型无铍深紫外非线性光学晶体材料LSBO。

换句话也就是说，美国马不停蹄地追赶了15年，好不容易研制成功了“KBBF晶体”，本以为还有部分关键技术超过中国了，孰不知中国也没有停下研究的步伐，已经研究出中国第二代晶体“LSBO”。

相比“KBBF晶体”，“LSBO晶体”最大的优势是非线性光学效应更大，大约是KBBF的１.6倍，而且不吸潮，易加工，将成为下一代深紫外非线性光学的候选材料。

而这一切离不开陈创天和他的团队几十年的奉献，正是有陈创天这些优秀爱国的科学家的存在，我们才在复兴的路上一路高歌铿锵前行。