宇德

以下文章来源于德先生 

长期以来，以美国为首的西方国家就对中国实行了技术封锁，一度让中国在很多领域都受制于人。

但这非但没有让中国止步不前，反倒还激起了中国人奋发图强的决心，不仅在很多领域完成突破，甚至还走在了世界前列。其中一项技术我们封锁美国长达15年之久，以至于美军请求公开技术。

这项技术是上世纪90年代我国科学家独立自主研发的“KBBF晶体”，在军事领域有着极为广泛的应用，尤其是眼下正热的激光武器不可或缺的关键材料。或许连他们自己也没想到，对中国搞了几十年的技术封锁，有一天竟然会被中国反封锁。

“KBBF晶体”的发现者名叫陈创天，说起这个名字大家都很陌生。一年前的10月份他离我们而去，那时国人的目光全都聚焦在李咏、金庸等人的逝世。相反，陈创天走得悄无声息。对于这样一位国家功臣，我们有必要说说他的故事。

▲陈创天

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1937年，陈创天出生于浙江奉化一个知识分子家庭。祖父和父亲均受过完整的大学教育，受到家庭氛围的熏陶，陈创天自幼对自然科学有着浓厚的兴趣。

新中国成立后，为了支援东北建设，陈创天举家搬迁到沈阳，并在这里度过了中学时光。

中学时一堂关于“引力场”的物理课程让陈创天对神秘的物理世界产生了强烈的好奇心，这是陈创天决心报考北京大学物理专业的重要原因之一。

沈阳地处东北关外，当时关外的学生鲜有报考关内学校，但北大作为享誉全国的高等学府，还是令陈创天十分向往。

1956年，陈创天以第一志愿考入了全国录取分数线最高的北京大学物理系，师从黄昆、王竹溪、胡宁、杨立民、郭敦仁、褚圣麟等著名学者。

优良的师资、严格的基础教育以及世界一流教授的教学，给陈创天打下了坚实的理论物理基础。

虽然大学里物质生活很困难，10多个同学住在一间宿舍，吃的是高粱米小豆饭，但大家的精神却很振奋，立志要为中国科技赶上国际先进水平而努力奋斗。

1962年，陈创天大学毕业。在导师胡宁教授的推荐下，陈创天来到中科院华东物质结构研究所（现改名为福建物质结构研究所），在卢嘉锡教授的指导下，专门从事物质的微观结构和宏观性能之间的相互关系方面的研究。

刚到所里，卢嘉锡教授就找到陈创天谈话：“你是做理论物理的，要尽快学习理论化学”。

由于研究所初建，大部分设备都未到位，从1962年11月到1965年上半年，陈创天享受了大部分自由时间学习各种基础知识，相当于又读了3年研究生，从而为以后的研究工作打下了坚实的物理、化学方面的基础。

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随着国家经济形势的好转，研究所的各类设备陆续到位，于是卢嘉锡教授要求陈创天尽早选定研究方向。

当时所里研究方向分别是结构化学和晶体材料，晶体材料又分激光材料和非线性光学晶体材料。

陈创天在大学时曾听过激光和相关光学晶体材料的报告，认为这是一个有发展前途的新学科，并且与自己学的基础很相近。经过多方研究，陈创天大胆选择了非线性光学晶体材料结构与性能相互关系研究、新型非线性光学晶体探索两个重要方向。

从1966年到1968年，陈创天把全部精力投入到科学研究中，每天工作12小时以上，他宿舍灯总是亮到最晚。

当时条件简陋，只有一台手摇计算机手工计算。经过两年的努力，陈创天完成了空间结构非常简单的BaTiO3晶体的倍频和电光系数计算，并初步提出了晶体非线性光学效应的阴离子基团理论。

▲实验中的陈创天

1969年，陈创天得到了另一个提升能力的“机遇”。肃反开始后，工宣队停止了陈创天的理论研究工作，给他两条路选择：要么下乡参加劳动，要么去实验室“拉晶体”。为了使研究工作不至于中断，陈创天选择了留在实验室。

虽然那段时间在实验室里条件十分艰苦，但陈创天却乐观地表示，别人都上山下乡做不了工作，我至少还能做研究。

从1969年到1972年，陈创天的工作是生长晶体，然后对生长出的晶体进行性能测量。

1974年，福建物构所在福州召开了第三次全国晶体生长学术会议，其中一个重要议题是讨论我国自主研发激光和非线性光学晶体的问题。

当时，世界上所有的非线性光学晶体材料均为国外发现，中国尚未研发出自己的晶体。大家一致认为，这种跟在国外后面走的状况不能再继续下去了，一定要走自己的路。

虽然下定决心容易，但要真正实现这个目标，仍然有很长的路要走。无论人员的水平还是实验设备，国内都与国外有很大的差距。

当时卢嘉锡教授讲了一句非常鼓舞人心的话：我不下地狱，谁下地狱。

会后，物构所上下一心，决心开展新型晶体的探索研究工作。正是1974年第三次全国晶体生长会议和卢嘉锡教授的这一句话，打下了发现硼酸盐非线性光学晶体的思想基础。

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1977年，陈创天被任命为非线性光学材料探索组组长，开始了正式的研究工作。两年后，陈创天发现β—BaB2O4 (简称BBO)可能是一个新的非线性光学晶体。在此基础上，又经过3年的努力，终于确定BBO晶体是一个很有应用前景的紫外非线性光学晶体。

1984年，陈创天在美国洛杉矶召开的激光电光会议上介绍了BBO晶体，引起了参会科学家的很大兴趣。

▲中国人自主研发的BBO晶体

然而相当一部分科学家对于BBO 晶体的优越性能，还是心存疑虑。因为在当时，无论是物构所还是陈创天本人，都不被国外所知，他们都不相信如此艰难的研究，中国人能取得突破，因此对BBO晶体的测试结果抱有很大怀疑。

后来经过斯坦福大学先进材料中心晶体材料部的考察和与著名教授拜耳的合作研究下，验证了BBO晶体是一块超级晶体。

1986年6月，中国科学院福建物质结构研究所和斯坦福大学联合公布了这一结果。由于此次结果是和斯坦福大学一起发表的，没有人怀疑结果的可靠性，从此BBO晶体被国际同行认可。

当陈创天团队在1988年再次报道LiB3O5(LBO)晶体时，就再也没有人怀疑LBO晶体的测试结果。

在晶体材料领域，BBO，LBO晶体是我国首次走向国际，并被国际上广泛应用的两块晶体。这两块晶体也获得了“中国牌晶体”的美誉。

1986年BBO晶体获中科院科技进步特等奖，LBO晶体获1990年中科院发明一等奖，1991年国家发明一等奖。BBO、LBO晶体还分别于1987、1989年获美国光电子产业界颁发的十大光电子产品奖。

目前，这两种晶体作为激光频率转换晶体材料已经在激光高科技产业中得到广泛的应用，是目前具有工业应用价值的三个非线性光学晶体中的两个。

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虽然有了这些成就，但陈创天等人的研究工作并没有停止。因为BBO和LBO这两种晶体不能用于波长短于200nm的深紫外谐波光。

从1991年开始20年时间，他们着手研究KBBF晶体，它是目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。

从2001年开始，陈创天研究组先后和山东大学晶体所蒋民华院士、中科院物理所许祖彦院士研究组合作，制作成功光接触KBBF—CaFz棱镜耦合倍频器件，并获得中、美、日3国专利权。

▲工作人员在检查深紫外非线性光学晶体的光透度

美国几家重要的研究实验室和大学，例如IBM公司、斯坦福大学等都向中科院来函，要求提供KBBF棱镜耦合器件。

KBBF晶体棱镜耦合装置是我国具有自主知识产权的核心技术，也是我国首个对国外实行技术禁运的产品，这是我国在高技术领域第一次对发达国家说“不”。

▲KBBF棱镜耦合器件

▲KBBF晶体

直到2016年，美国先进光学晶体公司宣布他们终于研制出氟代硼铍酸钾晶体（KBBF），破除了长期以来中国对该晶体的技术封锁。而这距离陈创天的发现，已过去了整整十五年。

此时，中国新一代晶体RABF已经研制成功了，好不容易追赶上来的他们，就又要落后了。

目前，国内的很多仪器设备都是外国进口，靠买来成熟的、商品化的仪器，就难以做出最具有竞争力的开创性工作，科研仪器自主研发的不足已成为制约我国自主创新能力提高的重要原因。

而使用KBBF制造的仪器，国际上第一台仪器——“超高能量分辨率真空紫外激光角分辨光电子能谱仪”的主要设计思想和原始创新均在国内完成，是我国在物理仪器设备自主研制方面取得的又一重大进展。关键是，这台仪器只有中国才有。

在陈创天看来，我国的科研真正开始是90年代以后，特别是新世纪，大批年轻人进来才有了团队。从90年代到现在也不过20年，不能要求20年就出一个诺贝尔奖。所以他同意杨振宁先生的话，再过20年，我们国家一定会出诺贝尔奖获得者。

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