“中國晶體珍寶”
——BBO晶體

BBO晶體，全稱“低溫相偏硼酸鋇(β-BaB2O4)”，是中國科學院福建物質結構研究所(簡稱物構所)于1979年發明的一種性能極其優異的紫外非線性晶體，被譽為中國人按照自己的科學思想創造出來的第一塊“中國牌”晶體。BBO晶體不僅具有優異的非線性光學效應，而且還有突出的電光效應，因而具有極高的應用價值。

BBO晶體的發明在國際上引起了巨大轟動。原來，德國科學家曾發表研究結果，認為BBO晶體是有對稱心的晶體。一般認為，有對稱心的晶體是不可能具有倍頻效應的。德國人一向以精細縝密而著稱于世，國際上還未曾有人對上述研究結果表示質疑。為了徹底搞清BBO晶體的晶胞參數，確定BBO晶體的晶體結構，物構所相關研究人員經過近一年廢寢忘食的研究，終于以翔實的數據和無懈可擊的實驗證明了BBO晶體是無對稱心的晶體(該研究成果于1982年在《中國物理學報》上發表)。

美國非線性光學晶體材料科學界在比較了新中國發現BBO晶體的研究小組和美國的研究情況之后，一些權威專家曾為“非線性光學材料研究方面的大部分新思想不是發源于美國”而感到擔憂。事實上，BBO晶體優異的光學特性表現在以下幾方面：

寬的相位匹配區間：409.6～3 500 nm；

寬的透光范圍：190～3 500 nm；

大的倍頻系數：約為KDP晶體的6倍；

高的激光損傷閾值：約10 GW/cm2(100 ps寬度，1 064 nm)；

高的光學均勻性：δn=10-6；

寬的溫度帶寬：約55 ℃。

由于以上特性，BBO晶體可用于Nd∶YAG晶體的二倍、三倍、四倍以及五倍頻，Ti∶Sapphire和Alexandrite激光的二倍、三倍和四倍頻，光學參量放大器(OPA)與光學參量振蕩器(OPO)，氬離子、紅寶石和Cu蒸汽激光器的倍頻，以及全固態可調激光、超快脈沖激光、深紫外激光等高精尖激光技術研發領域，是世界上公認的優秀的二階非線性光學晶體之一。

BBO晶體在深紫外和超快領域的應用能夠變革性地推動下一代超高精度加工的發展。1988年，物構所成立了福建晶體技術開發公司(福建福晶科技股份有限公司前身，簡稱福晶科技)，自此開啟了BBO晶體商業應用的征途。三十多年來，福晶科技持續不斷地提升BBO晶體的內在品質，尤其是進一步降低紫外波段的吸收，讓BBO晶體的發展之路越走越寬廣。如今，福晶科技已經擁有近600臺BBO晶體生長爐，生長的單晶毛坯可達1.2 kg以上，并擁有強大的BBO晶體器件冷加工及鍍膜能力。BBO晶體作為福晶科技的拳頭產品之一，已成為世界上頂尖的超快和OPO激光公司的首選，全球市場占有率高達70%以上。

圖1 大尺寸BBO晶體及器件

圖2 BBO晶體器件

(福建福晶科技股份有限公司 陳偉 供稿)