בצפון סין פיתחו לייזר מוצק קומפקטי לגישה לטווח VUV שלא היה נגיש קודם לכן, ופתחו אפשרויות חדשות במחקר מדעי, בטכנולוגיות חלל ובייצור שבבים

המדענים הסינים גילו מקור קומפקטי לאור ווקום-אולטרה־סגול (VUV)

המדענים מהמכון הטכנולוגי של סיןצ'יאנג למדעי הפיזיקה והכימיה של האקדמיה המדעית הסינית פיתחו קריסטל חדש בעל תכונות אופטיות לא לינאריות בשם ABF (NH₄B₄O₆F). החומר מאפשר יצירת לייזר מבוסס סוליד שפועל בתחום ה‑VUV, תחום שהייתה דרושה קונבנציה של מתקנים יקרים ומורכבים כמו סינכרוטרונים או מערכות פלזמה.

מה חדש?
* אורך גל – 158.9 נומטר (הקצר ביותר עבור לייזר סולידי).
* אנרגיה של הפלש – עד 4.8 µJ ב‑177.3 נומטר.
* יעילות קיצונית של המרה – 7.9 %.
* גודל – מכשיר שולחני; אין צורך בחדרי ווקום ענקיים.

איך זה עובד?
הקריסטל ABF משלב:
1. שקיפות גבוהה בתחום ה‑VUV.
2. מקדם לא לינארי חזק המאפשר כפול תדר (בגלת השנייה).
3. אינדקס עיוות מספיק ליישום שלבים.

כתוצאה מכך המדענים הצליחו לקבל לייזר בעל גל קצר וחזק ללא שימוש בחומרים רעילים (כמו בראליום ב‑KBBF) וללא מתקנים כבדים.

מדוע זה חשוב?
* קומפקטיות וכלכליות – המבנה הסולידי מצמצם עלויות ייצור ותפעול.
* אמינות – משך חיים ארוך יותר לעומת לייזרים גזיים אקסימריים.
* תחומי שימוש רחבים:
* חריטה מדויקת של חומרים,
* ליבוגרפיה ובקרת איכות של מוליכים למחצה,
* מחשוב קוונטי,
* ספקטרוסקופיה של סופרקונדוקטורים,
* מחקר תגובות כימיות,
* טכנולוגיות חלל.

היסטוריה קצרה
במשך יותר מעשר שנים המדענים הסינים עבדו על החומר הזה. הממצאים פורסמו בעיתון Nature האחרון. באותה תקופה חברת ASML ניסתה ליצור לייזר פלזמה עם אורך גל של 158 נומטר, אך לאחר שנים רבות של מחקר התנתקה מהפרויקט.

הקריסטל ABF מציע אפשרויות חדשות ללייזרים VUV נגישים וחזקים, ומפנה אותם לשימוש מעשי במעבדות מדעיות ובתעשייה.