领先美国15年，中国的激光晶体技术，到底有多厉害？

在半导体工业领域，中国遇到了卡脖子的难题，其中生产设备光刻机更是长期困扰中国半导体工业领域发展的一个问题。面对光刻机的难题，很大程度上源于激光技术上的障碍，没有优异的激光发射器，就不能实现在硅晶圆上实现精准光刻，于是激光技术的重要性在这里得以体现。其实在激光技术领域，中国表现得并不落后，相反还很超前，在激光发射器的核心部件即激光晶体制备技术上，中国做到了领先于世界。激光晶体作为激光发射器的核心组成部分，自然是各国都争相研究的重点课题，不过在中国完成激光晶体的研制工作后，很快将其用于工业放大生产了，然后将其当成商品广泛出口，就是在中国将最重要的核心部件出口十余年后，美国才完成了相同类型的激光晶体的研制，可见中国在这一领域做到了领先十余年，那么中国当时是如何做到这一点的呢？一、激光晶体上的突破自从牛顿从三棱镜中找到了光学实验中的方法后，光学晶体成为了光学元件制造中的重要组成部分。激光技术尽管兴起时间很晚，可是它却继承了光学百年发展的基础，这让激光晶体成为了激光发射器制造中的重要组成部分，为此中国在建国之初，就专门成立了科学院，努力在激光物理学上做出一番成绩。有了数十年研究的沉淀，到了上世纪九十年代初，终于功夫不负有心人，中国率先在非线性光学晶体上有了突破，制备了硼酸盐衍生性晶体材料，这让它很快在激光发射器元件上发挥了重要作用。因为能够将普通激光转化为固定波段的深紫外波长的激光，所以国产的硼酸盐衍生性晶体在当成激光发射器中的重要元件出口时，很快受到了国外相关厂商追捧。将为数不多的高技术含量产品出口后，中国在当时尽管有储存外汇的需要，可是更多的还是需要来自国际上的肯定，毕竟中国在基础科学领域的研究，已经让中国有了站在世界科学的领先地位的能力。于是从出口硼酸盐衍生性晶体开始，技术上的输出便一刻也没有停止过，得益于这种激光晶体良好的性能，它的部分出口品甚至被用于制造光刻机中的激光发射器元件，使得半导体工业中出现了来自于中国的技术元素。正是看到了激光晶体制备技术的战略意义，中国终于在进入新世纪后不久，便停止出口了，使得不少国家只能够自行研制相关激光晶体的制备技术。二、继续勇攀技术的高峰取得硼酸盐衍生性晶体的制备成功后，中国在一技术领域并没有停顿，在将出口后也获得了不少技术上的建议，于是在硼酸盐衍生性晶体的技术弊端上，中国相关技术人员又进行了长时间的突破。除了在制备过程中避免再添加有毒重金属元素外，还在晶体堆积技术上，成功实现了再突破，这使得LSBO晶体从实验室走向了量产工厂。对比过去的晶体材料来说，LSBO晶体不仅拥有双折射率，还在输出频率上更加稳定，这让它在未来用于激光发射器的制造领域后，能够更好地服务于半导体制造以及医疗和军事等领域。相比于中国在激光晶体领域勇攀高峰，美国则是在这一领域中屡屡出现实验失败，以至于用了15年才在技术上追了上来，可见中国曾经的技术的领先水平之高。仅仅在激光晶体材料上取得技术上的突破，只能说中国在这一领域中迈出了第一步，要真正做到在激光技术领域中的领先，就必须做到在激光发射器的整体制造上取得领先。DUV光刻机中的深紫外激光器就是半导体制造中的关键一环，中国的激光晶体材料被用于制造了深紫外激光器，可在整个激光器制造产业链上，中国还处于低端水平，这让中国无法独立完成深紫外激光器的制造工作。于是如何在取得在制造激光器的整体过程中保证不落后于人，便是中国在激光技术领域首先要解决的当务之急了，为此中国不少激光器生产企业承担起了重任，让中国在该领域也慢慢追了上来，同时中国出口的激光器也曾广泛用于多个领域，这便意味着中国在激光技术领域已经全面赶了上来，开始成为一个激光技术强国。通过激光晶体材料领域的技术领先，可以看出中国在激光技术领域还是有领先的一面的，不过在整体产业链布局上，却略显落后。在激光器的制造的运用上，中国正在大步迈进，相信不久后便会在这一领域上实现技术上的反超，使得中国有了在半导体制造和医疗，军事等领域上，有了弯道超车的可能，于是这为中国走向高端制造业铺平了道路。