我國的人造金剛石年產(chǎn)量世界第一,，人造石英年產(chǎn)量世界第二，釩酸釔的年產(chǎn)量占世界三分之一,。目前,，雖是生產(chǎn)大國,，卻不算無機非金屬人工晶體生產(chǎn)強國，面對高速發(fā)展的機遇,，人工晶體產(chǎn)業(yè)應如何參與國際競爭,。中國工程院院士沈德忠認為———
人工晶體是我國在國際高科技中占有優(yōu)勢的少數(shù)幾個領域之一。雖然人工晶體的年產(chǎn)值不可能像石油和鋼鐵那么大,，但是它在國防建設和國民經(jīng)濟中所起的作用是不可取代的,。隨著世界信息化浪潮的迅猛發(fā)展和光電子技術的廣泛采用,，國內(nèi)外對人工晶體的需求激增。那么,，我國的人工晶體有何優(yōu)勢,？這些優(yōu)勢應如何發(fā)揮？人工晶體的產(chǎn)業(yè)面臨著什么樣的挑戰(zhàn),？帶著這些問題,，記者采訪了我國著名的人工晶體專家、中國工程院院士沈德忠,。
我國人工晶體的優(yōu)勢
我國從上世紀五十年代就開始研究人工晶體,。歷年來在國家攻關計劃，863,、973計劃,，自然科學基金的支持下，全國幾十家科研單位,，高等院校開展關激光晶體,、非線性光學晶體、閃爍晶體,、光折變晶體,、壓電、聲光,、電光,、磁光調制晶體、超硬晶體,、寶石晶體以及光學晶體等無機非金屬晶體的研究,。盡管研究經(jīng)費的投入比國外低得多,，又經(jīng)歷多次政治運動，但相關研究人員充分發(fā)揮中國人特有的吃苦耐勞,、心靈手巧的優(yōu)點,，在無機非金屬人工晶體領域做出了世界矚目的優(yōu)異成績,。
中科院物構所發(fā)明的BBO（偏硼酸鋇）,、LBO（三硼酸鋁）晶體,，開創(chuàng)了激光紫外倍頻的新紀元,，打破了新型非線性晶體都是外國人發(fā)明的局面,；人工晶體研究所和山東大學各自獨立研創(chuàng)的熔劑法生長KTP的技術,，成功的生長出大尺寸,、高光學質量,、低成本的KTP（磷酸氧鈦鉀）單晶，不僅打破了美國對該晶體的壟斷和對我國的禁運,，而且美國杜邦公司還反過來從我國購買大Z截面的KTP晶體（美國生長KTP的水熱法長不出大Z截面的單晶）,。由于熔劑法KTP的制備成本低,，價格便宜,，很快就使KTP激光器件在全世界得到普遍應用，推動了激光技術的發(fā)展,。
上海硅酸所研究的閃爍晶體BGO（鍺酸鉍），在歐洲核子中心為建造新型高能離子顯示靶而在國際范圍招標中,，擊敗國際三強而一舉奪標,。為該中心提供了上千公斤的高質量BGO大單晶，不但賺取了大量外匯,，而且大大提高了我國人工晶體在國際上的聲譽,；南開大學和209所研制的摻鎂LN（鈮酸鋰），大幅度提高了LN的抗激光損傷能力,，被國際上譽為“中國之星”,；中科院物理所研究的BT（鈦酸銀）光折變晶體，一直是國際上光折變研究的熱銷晶品,；電子部十一所研制的Nd：YAG（釔鋁石榴石）是國內(nèi)質量最好的激光晶體,，而且出口伊朗；上海光機所用溫梯法制備的摻鈦藍寶石,，摻雜濃度高,，效率高，也對外出口……由于我國在無機非金屬晶體方面取得的優(yōu)異成績,，在國際上造成很大反響,，將我國研究出產(chǎn)的晶體稱為“中國牌晶體”，在一段時期內(nèi)爭相購買,。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模日漸擴大
研制的成果必須要投入生產(chǎn)才能產(chǎn)生經(jīng)濟效益,，國內(nèi)人工晶體產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)況如何？沈院士介紹道：我國現(xiàn)已形成每年數(shù)十億人民幣產(chǎn)值的晶體產(chǎn)業(yè),，而且每年還以20％的速度在增長,。因此,，整個生產(chǎn)狀況還是很好的以水晶為例，我國現(xiàn)在年產(chǎn)量約為1500噸左右,，目前國內(nèi)有江西平板玻璃廠,、浙江水晶廠、北京人工晶體研究所等30余家企業(yè)生產(chǎn)水晶,。我國生產(chǎn)的水晶不但可滿足國內(nèi)需求，還有大量出口。我國生產(chǎn)的BBO,、LBO,、KTP,、KN,、AL2O3,、Nd：YAG,、LN等晶體也遠銷美,、日,、歐等10多個國家和地區(qū),，獲得好評。國內(nèi)的批量生產(chǎn)單位有：北京人工晶體研究所,，山東大學晶體材料研究所,，福建晶體技術開發(fā)公司電子部1189,、26、209所,，中科院物理所,，安徽光機所等等。但是,，如果我國“十五”期間沒有形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力,，不加大投入力度,、提高制造技術,，我們的優(yōu)勢和市場將丟失,。
當前面臨的挑戰(zhàn)
上述成績多半是在“八五”之前取得的,。“八五”之后,，863“九五”期間,，就不再設“人工晶體”專題,，而將人工晶體歸并在“光電子材料”專題,，這對我國人工晶體的發(fā)展不無影響,。在此期間,，國外研制出不少新型非線性晶體,，如日本的CLBO（硼酸鋰銫）,，法國的YCOB（硼酸氧鈣釔），法國的BiBO（硼酸鉍）,；美國研制成功用于157nm紫外光刻設備的光學晶體氟化鈣,，在157nm處有高透過率,、極小的應力雙折射,、極小的波前畸變，申請了五十余項專利,；而國內(nèi)就顯得相對滯后,。
在晶體器件加工方面，我國本來就比較落后,。國內(nèi)切,、磨、拋,、鍍加工好的,、尺寸約4×4×10mm3的BBO倍頻器，四千多美元賣給美國人,，美國人買去后重新加工,，重新鍍膜然后以四萬美元的高價賣給日本人。據(jù)中科院人工晶體研發(fā)中心陳創(chuàng)天先生介紹,，這些年來,，切、磨,、拋加工技術有很大提高,，但鍍膜技術還是不行，主要表現(xiàn)在膜的激光損傷性能低,。盡管所用的鍍膜設備全都是國外進口、而且是最先進的設備,，鍍出的膜的質量還是提不高,。由此而造成的后果就是客戶流失，原來購買我國BBO,、LBO晶體的許多用戶,，現(xiàn)在都轉而購買以色列、立陶宛出產(chǎn)的BBO,、LBO,。
如何保持優(yōu)勢
如何保持我國在人工晶體領域的優(yōu)勢？對此,，沈院士提出了自己的一些建議：第一,，加強人工晶體的基礎研究，努力研創(chuàng)新型人工晶體,，改造成熟晶體,，開拓其應用領域。863計劃中是否要恢復“人工晶體”專題,，值得探討,。第二,，加強人工晶體器件制備相關的技術研究，特別是鍍膜技術的研究,。第三,，國家應該從政策和資金上對骨干企業(yè)及重點項目給予更大的支持。加快以具有自主知識產(chǎn)權的企業(yè)的發(fā)展步伐,。第四,，加強人工晶體配套的原材料和專用儀器設備等相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以穩(wěn)定晶體生長工藝,，降低人工晶體的成本,，提高產(chǎn)品的市場競爭力，逐步完善人工晶體的體系,。第五,、推動國有骨干企業(yè)的改革，充分調動職工的積極性,。
人工晶體是我國在國際高科技中占有優(yōu)勢的少數(shù)幾個領域之一。雖然人工晶體的年產(chǎn)值不可能像石油和鋼鐵那么大,，但是它在國防建設和國民經(jīng)濟中所起的作用是不可取代的,。隨著世界信息化浪潮的迅猛發(fā)展和光電子技術的廣泛采用,，國內(nèi)外對人工晶體的需求激增。那么,，我國的人工晶體有何優(yōu)勢,？這些優(yōu)勢應如何發(fā)揮？人工晶體的產(chǎn)業(yè)面臨著什么樣的挑戰(zhàn),？帶著這些問題,，記者采訪了我國著名的人工晶體專家、中國工程院院士沈德忠,。
我國人工晶體的優(yōu)勢
我國從上世紀五十年代就開始研究人工晶體,。歷年來在國家攻關計劃，863,、973計劃,，自然科學基金的支持下，全國幾十家科研單位,，高等院校開展關激光晶體,、非線性光學晶體、閃爍晶體,、光折變晶體,、壓電、聲光,、電光,、磁光調制晶體、超硬晶體,、寶石晶體以及光學晶體等無機非金屬晶體的研究,。盡管研究經(jīng)費的投入比國外低得多,，又經(jīng)歷多次政治運動，但相關研究人員充分發(fā)揮中國人特有的吃苦耐勞,、心靈手巧的優(yōu)點,，在無機非金屬人工晶體領域做出了世界矚目的優(yōu)異成績,。
中科院物構所發(fā)明的BBO（偏硼酸鋇）,、LBO（三硼酸鋁）晶體,，開創(chuàng)了激光紫外倍頻的新紀元,，打破了新型非線性晶體都是外國人發(fā)明的局面,；人工晶體研究所和山東大學各自獨立研創(chuàng)的熔劑法生長KTP的技術,，成功的生長出大尺寸,、高光學質量,、低成本的KTP（磷酸氧鈦鉀）單晶，不僅打破了美國對該晶體的壟斷和對我國的禁運,，而且美國杜邦公司還反過來從我國購買大Z截面的KTP晶體（美國生長KTP的水熱法長不出大Z截面的單晶）,。由于熔劑法KTP的制備成本低,，價格便宜,，很快就使KTP激光器件在全世界得到普遍應用，推動了激光技術的發(fā)展,。
上海硅酸所研究的閃爍晶體BGO（鍺酸鉍），在歐洲核子中心為建造新型高能離子顯示靶而在國際范圍招標中,，擊敗國際三強而一舉奪標,。為該中心提供了上千公斤的高質量BGO大單晶，不但賺取了大量外匯,，而且大大提高了我國人工晶體在國際上的聲譽,；南開大學和209所研制的摻鎂LN（鈮酸鋰），大幅度提高了LN的抗激光損傷能力,，被國際上譽為“中國之星”,；中科院物理所研究的BT（鈦酸銀）光折變晶體，一直是國際上光折變研究的熱銷晶品,；電子部十一所研制的Nd：YAG（釔鋁石榴石）是國內(nèi)質量最好的激光晶體,，而且出口伊朗；上海光機所用溫梯法制備的摻鈦藍寶石,，摻雜濃度高,，效率高，也對外出口……由于我國在無機非金屬晶體方面取得的優(yōu)異成績,，在國際上造成很大反響,，將我國研究出產(chǎn)的晶體稱為“中國牌晶體”，在一段時期內(nèi)爭相購買,。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模日漸擴大
研制的成果必須要投入生產(chǎn)才能產(chǎn)生經(jīng)濟效益,，國內(nèi)人工晶體產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)況如何？沈院士介紹道：我國現(xiàn)已形成每年數(shù)十億人民幣產(chǎn)值的晶體產(chǎn)業(yè),，而且每年還以20％的速度在增長,。因此,，整個生產(chǎn)狀況還是很好的以水晶為例，我國現(xiàn)在年產(chǎn)量約為1500噸左右,，目前國內(nèi)有江西平板玻璃廠,、浙江水晶廠、北京人工晶體研究所等30余家企業(yè)生產(chǎn)水晶,。我國生產(chǎn)的水晶不但可滿足國內(nèi)需求，還有大量出口。我國生產(chǎn)的BBO,、LBO,、KTP,、KN,、AL2O3,、Nd：YAG,、LN等晶體也遠銷美,、日,、歐等10多個國家和地區(qū),，獲得好評。國內(nèi)的批量生產(chǎn)單位有：北京人工晶體研究所,，山東大學晶體材料研究所,，福建晶體技術開發(fā)公司電子部1189,、26、209所,，中科院物理所,，安徽光機所等等。但是,，如果我國“十五”期間沒有形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力,，不加大投入力度,、提高制造技術,，我們的優(yōu)勢和市場將丟失,。
當前面臨的挑戰(zhàn)
上述成績多半是在“八五”之前取得的,。“八五”之后,，863“九五”期間,，就不再設“人工晶體”專題,，而將人工晶體歸并在“光電子材料”專題,，這對我國人工晶體的發(fā)展不無影響,。在此期間,，國外研制出不少新型非線性晶體,，如日本的CLBO（硼酸鋰銫）,，法國的YCOB（硼酸氧鈣釔），法國的BiBO（硼酸鉍）,；美國研制成功用于157nm紫外光刻設備的光學晶體氟化鈣,，在157nm處有高透過率,、極小的應力雙折射,、極小的波前畸變，申請了五十余項專利,；而國內(nèi)就顯得相對滯后,。
在晶體器件加工方面，我國本來就比較落后,。國內(nèi)切,、磨、拋,、鍍加工好的,、尺寸約4×4×10mm3的BBO倍頻器，四千多美元賣給美國人,，美國人買去后重新加工,，重新鍍膜然后以四萬美元的高價賣給日本人。據(jù)中科院人工晶體研發(fā)中心陳創(chuàng)天先生介紹,，這些年來,，切、磨,、拋加工技術有很大提高,，但鍍膜技術還是不行，主要表現(xiàn)在膜的激光損傷性能低,。盡管所用的鍍膜設備全都是國外進口、而且是最先進的設備,，鍍出的膜的質量還是提不高,。由此而造成的后果就是客戶流失，原來購買我國BBO,、LBO晶體的許多用戶,，現(xiàn)在都轉而購買以色列、立陶宛出產(chǎn)的BBO,、LBO,。
如何保持優(yōu)勢
如何保持我國在人工晶體領域的優(yōu)勢？對此,，沈院士提出了自己的一些建議：第一,，加強人工晶體的基礎研究，努力研創(chuàng)新型人工晶體,，改造成熟晶體,，開拓其應用領域。863計劃中是否要恢復“人工晶體”專題,，值得探討,。第二,，加強人工晶體器件制備相關的技術研究，特別是鍍膜技術的研究,。第三,，國家應該從政策和資金上對骨干企業(yè)及重點項目給予更大的支持。加快以具有自主知識產(chǎn)權的企業(yè)的發(fā)展步伐,。第四,，加強人工晶體配套的原材料和專用儀器設備等相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以穩(wěn)定晶體生長工藝,，降低人工晶體的成本,，提高產(chǎn)品的市場競爭力，逐步完善人工晶體的體系,。第五,、推動國有骨干企業(yè)的改革，充分調動職工的積極性,。
