中国造出世界最大 BGSe 激光晶体：可承受超强能量，潜力惊人

中国科学家研制出了世界上最大的硒化镓钡（BGSe）晶体，它能增强远程激光系统，还能显著提升红外传感技术，甚至有能力从地面击毁卫星。​

这款人造晶体由中国科学院合肥物质科学研究院的研究人员开发，直径达 60 毫米（2.36 英寸）。据《南华早报》报道，它能高效地将短波红外激光转化为中红外至远红外光束，而这些波长的光束在大气中传播时距离更远，损耗极小。​

作为世界上最大的 BGSe 晶体，它能承受高达每平方厘米 550 兆瓦的强激光能量，大约是目前大多数军用级材料损伤阈值的 10 倍。这种耐用性让它适用于超高功率激光应用，而此前这类应用常因内部损伤而失败，比如 1997 年美国海军的一次测试中，一台中红外激光在试图击中卫星时就损坏了自身部件。​

由物理学家吴海欣带领的研究团队在 6 月发表于《人工晶体学报》的同行评审论文中写道：“这是目前全球报道的最大尺寸样本。” 这一突破是十年努力的成果，BGSe 最初由中国科学家在 2010 年发现，其独特性能给全球防务研究人员留下了深刻印象。研究人员表示，西方实验室尝试大规模复制这种材料，至今仍未成功。​

制造如此大且稳定的晶体需要极高的精度。制作过程始于将高纯度的钡、镓和硒密封在真空石英管中，然后在双区炉中加热到 1020 摄氏度（1868 华氏度），形成熔融区域。在一个月的时间里，材料在精确控制的环境中冷却，晶体慢慢形成。​

晶体生长完成后，还需要进行退火处理 —— 在 500 摄氏度（932 华氏度）下加热数天，然后以每小时仅 5 度的速度冷却，以避免出现缺陷。之后，使用金刚石锯和氧化铈 slurry 对晶体表面进行抛光，以达到光学清晰度和结构完整性。制造商面临着诸多关键挑战，比如去除氧气和水分、精确控制温度，以及确保在晶体生长和提纯的每个阶段质量都保持一致。​

虽然论文没有证实该晶体用于军事，但这一进展的时机与中国对定向能武器和天基防御日益增长的兴趣相契合。研究人员认为，这种晶体可用于强大的激光系统，能够通过大气窗口传输，或许能打到卫星或其他远距离目标。作者还强调了其潜在的民用应用，包括医疗成像以及用于导弹跟踪或飞机识别的超高灵敏度红外探测系统。​

即使与非武器激光光学系统相比，BGSe 的性能也很突出。例如，密歇根大学的 ZEUS 激光系统依赖于一块直径近 7 英寸的大型掺钛蓝宝石晶体，这块晶体花了四年多时间才制成，而吴海欣团队制作出这种晶体的时间明显更短。​

研究显示，自 2020 年以来，中国新开发的晶体据报道已整合到多个研发项目中。​

这款世界最大激光晶体的诞生，不仅展现了中国在材料科学领域的深厚实力，也为激光技术在军事和民用领域的广泛应用开辟了新的可能。​