新華社北京12月18日電（記者魏夢佳,、馬曉冬）光學(xué)晶體可實(shí)現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換,、參量放大、信號調(diào)制等功能，是激光技術(shù)的“心臟”,。經(jīng)多年攻關(guān)，北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性提出新的光學(xué)晶體理論,，并應(yīng)用輕元素材料氮化硼首次制備出一種超薄,、高能效的光學(xué)晶體“轉(zhuǎn)角菱方氮化硼”（簡稱TBN），為新一代激光技術(shù)奠定理論和材料基礎(chǔ),。該成果近日發(fā)表于物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論快報(bào)》,。

　　圖為研究人員用鑷子夾起的一片熔融石英，上面條狀物為TBN,。新華社記者 魏夢佳 攝

　　中國科學(xué)院院士,、北京大學(xué)物理學(xué)院教授王恩哥接受新華社記者獨(dú)家專訪時(shí)表示，該成果不僅是中國在光學(xué)晶體理論方面的原創(chuàng)性突破,，開辟了利用輕元素二維薄膜材料制備光學(xué)晶體的新領(lǐng)域,，且制備出的TBN厚度僅有微米量級，是目前已知世界最薄的光學(xué)晶體,，其能效相較于同等厚度的傳統(tǒng)晶體提升了100至1萬倍,。

　　相位是描述光波波形變化的度量。晶體中的光波相位匹配,、步調(diào)一致,，才能輸出效率和功率理想的激光。近年來,，由于傳統(tǒng)理論模型和材料體系的局限性,，現(xiàn)有晶體已難以滿足激光器小型化、高集成,、功能化的發(fā)展需要,。

　　為此，北京大學(xué)物理學(xué)院凝聚態(tài)物理與材料物理研究所所長,、北京懷柔綜合性國家科學(xué)中心輕元素量子材料交叉平臺副主任劉開輝教授與王恩哥帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì),，提出一種新的“轉(zhuǎn)角相位匹配理論”。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),，將氮化硼材料像“搭積木”一樣堆疊,，再“旋轉(zhuǎn)”到特殊角度，就可使不同光波的相位趨于一致,，形成高能效光學(xué)晶體TBN,。

　　“如果把晶體中產(chǎn)生的激光看作是一支隊(duì)伍,，運(yùn)用‘轉(zhuǎn)角’方法就能讓所有隊(duì)員的方向和步伐高度協(xié)調(diào)，就能提升激光的能量轉(zhuǎn)換效率,?！眲㈤_輝說，TBN厚度僅為1至10微米,，相當(dāng)于普通A4紙厚度的三十分之一,，而目前的光學(xué)晶體厚度多為毫米甚至厘米量級。

　　圖為研究團(tuán)隊(duì)成員在實(shí)驗(yàn)室合影,。新華社記者 馬曉冬 攝

　　“光學(xué)晶體是激光技術(shù)發(fā)展的基石,。”王恩哥說,，TBN具備超薄尺寸,、優(yōu)異可集成性和全新功能，未來有望在量子光源,、光子芯片,、人工智能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新的應(yīng)用突破。