图为研究人员用镊子夹起的一块熔融石英。 上面的条子是TBN。搜狐网记者魏梦佳摄
中国科学院院士、北京大学物理学院教授王恩哥在接受搜狐网记者专访时表示，这一成果不仅是我国在光学晶体理论方面的原创性突破，也开启了光学晶体理论的新篇章。开创了利用轻元素二维薄膜材料制备光学晶体的新领域。 ，且制备的TBN厚度仅为微米量级，是目前世界上已知最薄的光学晶体。 其能量效率比相同厚度的传统晶体高100至10000倍。
相位是描述光波波形变化的度量。 只有晶体中的光波相位匹配、同步，才能输出理想效率和功率的激光。 近年来，由于传统理论模型和材料体系的限制，现有晶体已无法满足激光器小型化、高集成化、功能化的发展需求。
图为通过“旋转”氮化硼“积木”高效产生激光。 （照片由受访者提供）
为此，北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所所长、北京怀柔综合国家科学中心轻元素量子材料交叉平台副主任刘开慧教授、王恩哥教授，王恩哥带领的研究团队提出了新的“角相位匹配理论”。团队发现，通过像“积木”一样堆叠氮化硼材料，然后将它们“旋转”到特定角度，不同光波的相位可以排列形成高能效的光学晶体TBN。
“如果把晶体中产生的激光看成一个团队，采用‘转向’的方式可以让所有团队成员的方向和步伐高度协调，这样可以提高激光的能量转换效率。” 刘开辉表示，TBN的厚度只有1至10微米，相当于普通A4纸厚度的三十分之一。 然而，目前光学晶体的厚度大多在毫米甚至厘米量级。
图为研究团队成员在实验室合影。搜狐网记者马晓东 摄
“光学晶体是激光技术发展的基石。” 王恩哥表示，TBN具有超薄尺寸、优异的可集成性和新功能，未来有望在量子光源、光子芯片、人工智能等领域实现新的应用突破。
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