中国科学院新疆理化所于2026年1月25日成功合成了一系列高性能氟硼酸盐非线性光学晶体。这些晶体在深紫外波段的关键性能指标上表现优异，同时规避了传统材料的毒性和生长难题。相关研究成果发表于《先进功能材料》。

深紫外激光指的是波长短于200纳米的激光，具有高能量和极高分辨率。这种激光在芯片制造中的极紫外光刻技术、高端科研中的光电子能谱分析以及精密材料切割与改性中发挥重要作用。通常使用非线性光学晶体将波长更长的激光“倍频”转化而来。这一过程对晶体材料提出了严格要求：必须具备强大的非线性光学效应、合适的双折射率以实现相位匹配，并且材料本身需要完全透明，不能吸收深紫外光。

过去四十年间，科学家们主要研究硼酸盐家族，但大多数材料无法直接通过倍频产生深紫外激光。氟硼酸盐是另一个研究方向，其中KBBF晶体因其卓越性能在中国在深紫外固态激光领域长期领先。然而，KBBF晶体存在结构层状易解理和原料含剧毒铍元素的问题，限制了其大规模应用。

新疆理化所的研究团队引入了一种新的“结构”——氟化多面体，利用其剪切效应和定向聚合能力，设计并合成了三种新型氟硼酸盐晶体：KABF、RABF和CABF。实验数据表明，这些新晶体在关键指标上达到了优异平衡。首先，它们的非线性效应足够强，在1064纳米红外激光测试下，倍频效应是传统基准材料KDP的1.6到1.7倍；其次，它们实现了深紫外相位匹配，最短I类相位匹配波长低至161.5到168.6纳米；最后，新晶体的紫外截止边都在190纳米以下，对深紫外光高度透明。此外，这些新材料避免了铍元素的使用，降低了原料毒性，并且生长习性优于KBBF，预示着未来可能生长出大尺寸高质量晶体。

这项研究为开发无铍、低毒的新一代深紫外激光晶体提供了新思路。如果后续晶体生长工艺取得突破，有望推动深紫外全固态激光器朝着更紧凑、更稳定、更廉价的方向发展。这将对半导体工业和基础科学研究产生深远影响，提供更经济可靠的深紫外光源和更强大的工具。