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   “党和国家需要真正严肃的科学家和科学成就，党的科学事业是一个十分艰巨的事业，我不能没有信心，不能不负责任，更不允许自己有一丝一毫偷懒和投机取巧的思想，要不惜心血地严肃对待。”

   1985年，一位科研人员在入党志愿书中写下这样一段话，成为他一生为之奋斗的铿锵誓言。这位科学家，就是必威体育app官网：院士、我国人工晶体学界泰斗陈创天。

   1937年，陈创天出生于浙江奉化，1962年毕业于北京大学物理系，1962年至1998年在必威体育app官网：福建物质结构研究所工作，1998年调至必威体育app官网：理化技术研究所，组建必威体育app官网：北京人工晶体研究发展中心。1990年当选为发展中国家科学院院士，2003年当选为必威体育app官网：院士。

   陈创天是中国非线性光学晶体研究的开拓者，他为奠定我国非线性光学晶体在国际上的领先地位作出了杰出贡献，在非线性光学晶体发展史上写下了光辉的一页。

 

阴离子基团理论指导创新

 

   陈创天曾说，中国非线性光学材料的指导思想，就是要走自己的路。

   上世纪60年代，著名化学家卢嘉锡在福建物构所带领研究团队开始非线性光学晶体的研制。当时我国在该领域的研究落后国外几十年，研究从仿制起步，逐渐遇到瓶颈，于是派陈创天开展理论计算，用以指导材料设计。陈创天不负所托，于1976年提出晶体非线性光学效应的“阴离子基团理论”。

   这一理论简约直观，抓住了紫外—可见—近红外波段非线性光学晶体内在机制的本质，为此后硼酸盐非线性光学晶体的发现奠定了基础。理论和实验紧密结合，能够更加直接、高效、快速地探索新型非线性光学晶体，通过这样的探索方法，能够极大地减小新材料探索的盲目性，提高探索的时间和效率，节约大量人力和物力。

   之后，中国科学家在该领域放弃“跟跑”国外，而是依据这一原创科学理论开展自主探索。陈创天带领团队在国际上率先发现了一系列优质非线性光学晶体，引领了非线性光学晶体研究的国际发展方向。

   以理论与计算指导非线性光学晶体的研究取得成功，这实际上与近40年后（2011年）美国奥巴马政府提出的“材料基因计划”的主旨是一致的。晶体学界认为，如今，阴离子基团理论所蕴含的学术思想对于探索新型优质晶体仍具有重要的指导意义。

 

“中国牌”晶体享誉世界

 

   1986年，美国旧金山，第14次国际量子电子学（IQEC）和激光与光电子（CLEO）会议在这里召开。会上，一位中国科学家宣布研制成功一种新材料——低温相偏硼酸钡（BBO）晶体，并报告了与斯坦福大学合作测定的光学性能数据。

   这篇报告引起非常大的轰动，以至于当陈创天走下发言台，会场发生了极其罕见的一幕：参会的200多位科学家中，竟然有一半跟着他一起出去，想要进一步了解BBO晶体的情况，会议因此暂时中断。

   横空出世的“中国牌”晶体BBO，在美国引起很大反响。不久，美国48位科学家在华盛顿召开了一个评估会，形成了一份关于非线性光学材料研究的评估报告。他们说，美国现在要提高警惕，为什么国际最先进的非线性光学材料的物理思想不是来自美国，而是来自国外？

   走上国际舞台的，不只是这块“中国牌”晶体，更重要的是对探索新材料起到决定性作用的理论思想。陈创天以理论指导非线性光学晶体研制的步伐没有停下，不久后，他带领团队发现了又一个“中国牌”晶体——三硼酸锂（LBO）。

   BBO、LBO两种晶体很快实现了小批量生产，在国内外激光界广泛使用。就晶体材料领域而言，这是我国首次走向国际并被国际上广泛应用的两块晶体。

 

推动前沿装备自主创新链

 

   提到“技术封锁”和“产品禁运”，人们总觉得这是发达国家的“专利”。但在高技术领域，中国也曾对美国说“不”。

   20世纪80年代末到90年代初，在非线性光学晶体方面，BBO 已经能够解决紫外谐波光有效功率输出，磷酸钛氧钾晶体（KTP）加上LBO已经可以解决可见光波段谐波光输出问题，剩下的就是深紫外，即激光波长短于200纳米的波段。

   多年来，激光界一直将200纳米形容为全固态激光的一堵“墙”，谁突破了这堵“墙”，就可能掌握精密化、实用化深紫外全固态激光探测手段，占领深紫外前沿研究领域的制高点。而全固态激光器要产生深紫外激光，关键是要找到合适的深紫外非线性光学晶体。

   于是，陈创天又开始了新型非线性光学晶体的探索之路。经过反复计算和思考，他提出了寻找深紫外非线性光学材料的结构选型依据，率领团队发现了氟代硼铍酸钾晶体（KBBF），利用该晶体首次实现深紫外激光输出，打破了国际激光界长期以来的“200纳米壁垒”。

   然而，KBBF晶体独特的薄片层状生长习性使其难以获得实际应用。为了解决这一难题，陈创天联合必威体育app官网：院士蒋民华团队进行晶体生长技术攻关，始获突破；又与中国工程院院士许祖彦团队合作，开发出KBBF晶体棱镜耦合器件及技术，获得中、美、日专利授权，解决了KBBF晶体器件制备问题。最终，陈创天团队发展了“局域自发成核技术”，攻克了大尺寸KBBF晶体生长技术难关，实现了多种波长的深紫外激光有效输出，保障了中国在深紫外固体激光方面的国际垄断地位。自此，KBBF晶体实现了实用化。

   《自然》杂志曾以“藏匿的中国晶体珍宝”为题，对陈创天率领团队研发的KBBF晶体进行了报道，称“这是一块完美的晶体，它可以使整个领域向前发展……其他国家在晶体生长方面的研究目前看来还无法缩小与中国的差距”。

   2007年，KBBF晶体被禁止对外出口，成为“我国在高技术领域对美国说‘不’的第一件事情”。 

   材料禁运，不只是赢得自豪感，更重要的是对于我国科技发展的重大意义。2008年，国家重大科研装备研制专项“深紫外固态激光源前沿装备”启动，许祖彦、陈创天担任首席科学家。7名院士率领8个研究团队通力合作，研制出8台新型深紫外激光科研装备。2013年，该项目通过验收，中国成为世界上唯一一个能够制造实用化、精密化深紫外全固态激光器并成功应用于前沿装备的国家。该项目打造了一条“晶体—光源—装备—科研—产业化”自主创新链，成为我国自主研发高精尖仪器的成功范例。

 

“其他人很难复制我” 

 

   陈创天曾回忆说，“我觉得今天其他人很难复制我。”这个“很难复制”，指的是学术成长经历。

   陈创天毕业于北京大学理论物理专业。在北大6年学习期间，教固体物理和固体理论的是黄昆，教热力学和统计物理的是王竹溪，教特殊函数的是郭敦仁，教原子物理的是褚圣麟，教场论的是胡宁……这些国际一流科学家亲自授课，使陈创天在理论物理方面得到了非常好的训练。

   毕业分配到福建物构所后，为了使知识结构“化学化”，陈创天在卢嘉锡的指导下，认真学习了3年理论化学方面的知识。扎实的基础学习，为他之后从事晶体材料研究打下了坚实的物理、化学基础。

   “文革”初期，很多实验工作被迫停顿，陈创天就在家专心做理论研究，阴离子基团理论开始形成。此后他又参加了晶体生长、测试，对各方面的工作都有了实践经验。物理与化学、理论与实验的结合，成就了一位材料学界的学术大家。 

   正如必威体育app官网：院士、材料科学家叶恒强所说，纪念陈创天，因为他“材料设计的成功实践”，更因为他“从设计成分到晶体生长到出口贸易到研制仪器，一以贯之”。叶恒强曾在纪念文章中写道：“陈创天联合蒋民华、闵乃本、许祖彦等科学家，将非线性光学晶体的研究与生产做得风生水起。科学与技术、配方与生长、晶体与仪器、贸易与保护，方方面面，齐心协力，融为一体。使得‘中国牌’晶体得以发扬光大，长盛不衰。陈创天作为源头创新者，又以宽宏的气度团结中下游的科技工作者和管理工作者，功不可没。”

 

执着认真的一生

 

   如果要用一两个词来形容对陈创天的印象，后辈们说得最多的就是执着、认真。

   40年前就成为陈创天弟子的理化所研究员李如康坦言：“陈老师最让我佩服的就是他的执着。对于一种晶体材料，他的研究兴趣能保持10年、20年甚至更长时间，这也是陈老师能取得成功的重要因素之一。”

   陈创天在培养学生和自己做研究时，始终强调做学问不能有虚荣心、不能做虚的，一定要落到实处，要一步一个脚印，如同画画，一定要去做“画老虎”的研究，而不要去做“画钟馗”的研究。因为钟馗谁也没有见过，怎么画都行，仅凭想象无法验证，看起来热闹，实则虚无缥缈。

   在理化所，陈创天给大家最深刻、最难忘的印象，就是高标准、严要求。在申报科研项目时，他总是要求把验收的技术指标定得高一些、再高一些。虽然科学研究要追求更高的目标，但对一个具体的科研项目来说，指标定得越高，完成难度就越大，而项目是有验收节点要求的，这样“给自己加码”，在旁人看来是很傻的事。

   但陈创天偏偏喜欢干这样的“傻事”。他对年轻人半开玩笑地解释说：“指标定低了，怕你们不努力！”其实，这源于他内心对更高科学目标的追求。

   “除了科研，他几乎没有其他爱好。”这是弟子们对陈创天的评价，“科研就是他最大的爱好，他是‘工作狂’，是在科研工作中真正获得快乐的人。科研就是他的乐趣，是真的热爱，不需要鞭策。这和把科研当成职业的人不一样。”

   后辈们最难忘的，是他常常带着孩子般的天真，在沉思与大笑交替中与后辈交流、争论，也一起高兴着、畅想着。

   陈创天曾说，“总结硼酸盐非线性光学晶体发现的历史，我们深深地感到，要创新就必须要有自主的科学思想，才能获得自己的成果，才能自立于世界民族之林。”他为世界及中国非线性光学晶体学科发展作出的贡献，永远铭记在后人心中。■

( 作者单位：必威体育app官网：理化技术研究所)

《科学新闻》 (科学新闻2022年4月刊 人物)