第1608章 这位常院士未免太过激进了

三天后,火炬实验室,地下测试中心。

常浩南刚踏进大门,就看见栗亚波正指挥着几名工程师,在中央区域紧张地搭建着一个结构复杂的光学平台。

空气中弥漫着全新设备特有的正己烷气味,一系列精密元件在灯光下下反射着冷冽的光泽。

“老师,您回来了!”栗亚波抬头看见常浩南,立刻停下手中的活计迎了上来。

双眼有神,明显精神头不错——

制定实验方案还有设备搭建都属于慢工出细活,犯不上每天熬夜加班。

“大部分分辨率测试需要的硬件都到了,气浮隔振台、高精度位移台、光束整形器、旋转毛玻璃、ND滤光片……”

还没等常浩南主动开口询问进度,他就指着平台上一件件昂贵的设备快速汇报:

“还有那个USAF 1951分辨率靶标,11组3元素规格的,这东西虽然是标准件但用的人太少找不着现货,还是加急空运到的……”

“现在正在调试光束准直和均匀性,预计还需要两天时间才能完全准备好……”

“……”

一个星期的工作,足足十来分钟才介绍完。

设备到位,只是准备工作的开始,而不是结束。

“辛苦了。”常浩南的目光扫过正在搭建的平台,微微颔首,“分辨率测试不急这一两天,按计划稳步推进就好,确保系统稳定可靠。”

随后,他话锋一转,语气变得更为明确:

“不过,你现在需要优先准备另一次性能展示,明天上午,会有两位非常重要的合作者到访。”

栗亚波立刻领会:“还是用那个‘双负折射平板透镜’做基础演示?”

“对。”常浩南点头,“来的都是内行,看一眼光路就能知道怎么回事。”

“明白!”栗亚波神情一肃,“我马上重新检查一遍演示系统,保证不出纰漏。”

他知道,能让老师如此重视,那这“合作者”的身份和分量都必定非同小可。

……

翌日清晨,火炬实验室主楼。

常浩南亲自来到门口迎接。

一辆中巴车的侧门打开,吴明翰院士率先下车。

紧随其后的是一位身材不高、但眼神锐利的中年人。

还亲自提着一个看起来相当沉重、带有物理锁的黑色合金手提箱。

“常院士!”吴明翰快走两步,热情地与常浩南握手。

随即侧身介绍:“这位就是长光集团的张汝宁张研究员,ArF系列光刻机物镜系统的研发负责人。”

“张研究员,欢迎!”常浩南伸出手,“久仰大名,我是常浩南。”

张汝宁把手提箱换到左手,然后才伸出右手相握:

“常院士客气了,久仰大名这话,应该我来说才对。”

说话间,一众随行人员也陆续下车,分列在略靠后几步的位置。

三人一边寒暄,一边进门乘上电梯,来到了位于顶层的会议室。

坐定之后,张汝宁没有任何多余的客套,直入主题。

“常院士,吴院士之前转达了您的需求。”他拍了拍手中的合金箱,发出沉闷的声响,“这次,我把压箱底的东西带来了。”

他说着向身后示意了一下,助手见状立即上前,将一柄钥匙交到张汝宁手中。

“咔哒”一声,金属箱打开。

里面是几块用防震材料包裹得严严实实的硬盘。

以及一个厚厚的、封面印着“绝密”字样的文件袋。

“这是我们长光为下一代国产ArF浸没式光刻机‘ArF-1800’项目准备的几种核心折反式物镜组设计方案。”

张汝宁的语气带着淡淡的自豪,同时还有几分庄重。

坐在常浩南另一边的吴明翰适时开口道:

“虽然目前还处于方案论证阶段,尚未最终确定采用哪种设计路线,但毫不夸张地说老张的方案,就代表了国内光刻物镜设计的最顶尖水平。”

张汝宁闻言笑了笑。

但这一次却并未出言自谦。

而是半开玩笑半认真地说道:

“常院士,如果不是火炬实验室的名头,加上您亲自开口,那这些东西,是绝对不可能带出长光大门的。”

在这种场合下,需要对自己的成果表现出一些自信。

再者,过分的谦虚,也是对其它项目参与者的不尊重。

紧接着,他的语气又恢复严肃:“另外,虽然是带出来了,但根据规定,不能复制,不能拍照,演示交流结束后,我必须原样带回。”

大家都是体制内的技术人员,自然知道规矩。

常浩南也看得出对方的重视程度已经拉满,也赶紧配合地接了一句:

“我代表火炬实验室,对张研究员,以及长光集团的诚意表示感谢!”

“好!”张汝宁点点头,神情放松下来。

然后示意助手将其中一块硬盘连接到会议室的专用电脑上:

“那我们就开始?您这边的新理念,或许可以和我们这几个方案交流碰撞一下。”

ArF-1800项目是长光的心血,对标的是ASML的NXT:2000i系列,属于当前DUV体系下的最顶级产品。

他也很想看看,对方能拿出什么新的理念来交流。

然而,常浩南却轻轻摆了摆手,示意那位助手先别动:

“张研究员,先不急着看资料。”

这个态度,让另外二人有些愕然。

“火炬实验室的新理念,是完全……颠覆性的。”常浩南解释道,“现有设计方案本身的参考价值恐怕有限,关键在于思路,包括折反式系统的设计方法,还有一些关键过程和数据。”

张汝宁脸上的笑容微微一滞,眼底掠过一丝难以察觉的讶异和……不服气。

参考价值有限?

他带来的可是对标国际顶级DUV光刻机的核心光学设计方案!

这位常院士的口气,未免太大了些。

不过,他倒也不至于表露出来,只是点了点头:“那我们就客随主便听常院士您安排就是。”

常浩南也看出了对方的小情绪,但只是起身,做了个请的手势:

“二位跟我来。”

张汝宁和吴明翰对视一眼,都看到了对方眼中的疑惑。

对方强调两个人,那意思当然是不能带随行人员。

好在这是国内,倒不用担心什么摔杯为号冲出五百刀斧手之类的剧情。

于是两人将随行人员留在会议室,只身跟随常浩南,深入到了火炬实验室的地下测试中心。

刚一踏进测试大厅,张汝宁的目光就被吸引住了。

“这是……蔡司最新的那台三坐标测量仪?精度能达到亚微米级了!”

他几乎不由自主地走向一台造型精密、闪烁着金属光泽的大型设备,如同看到稀世珍宝。

如果不是有一层窗户挡着,怕是要上手摸一摸。

“还有这台,同步辐射光源的小角散射装置……”

“Talysurf PRO+表面轮廓仪……”

“……”

张汝宁的语气充满惊叹。

“这些设备的投入,简直难以想象!”

他本人的课题组建立较早,不少设备已经并非最新型号。

而长光集团毕竟是个企业,要考虑投入产出比的问题,不可能无限制地追逐新款。

常浩南微微一笑,并未在此多作停留。

“张研究员见多识广。不过,今天的重点不是这些。”

他引着二人,径直走向测试中心一个相对僻静的角落。

那里摆放着一台看起来相当“朴素”的光路演示仪。

仪器主体就是一个带有精密位移台的黑色光学平台,上面固定着光源、几个调整架和一个观察端口。

平台旁边连接着控制电脑和显示器。

但此时正关着机。

栗亚波早已在此等候。

张汝宁快走几步,饶有兴致地凑近光路仪。

他本以为会看到一组结构复杂、镜片林立的实验性物镜原型。

然而,当他来到跟前时,却发现光学平台中央的调整架上,只固定着孤零零的一个光学元件。

一片厚度大约几个毫米的、长方形的……

镜片?

它被小心翼翼地夹持在一个特制的夹具中,表面平整如新。

但无论怎么看,这都只是一片平面镜而已。

“常院士,这是……”张汝宁疑惑地看向常浩南,又看看同样一脸茫然的吴明翰。

他完全无法理解,这片看似普通的平面镜,如何能与“颠覆性”的光刻物镜设计理念联系起来。

常浩南没有直接解释,只是对栗亚波点了点头:“亚波,开始吧。”

“是,老师。”

栗亚波早已做好设置,此时只需要按动一下启动按键即可。

嗡的一声轻响,一道稳定而纤细的绿色激光束亮起

与此同时,光路仪四周厚重的遮光罩缓缓升起、闭合,将整个平台笼罩在黑暗之中。

只有控制面板上几个微弱的指示灯亮着。

几秒钟后,栗亚波轻轻点头,让出了观察口的位置,示意准备就绪。

这个速度,快到如同儿戏。

吴明翰好奇心更重,率先将额头贴上观察口的目镜。

然后……

安静。

沉默。

直到几秒钟后。

“嘶——!”

一声极度压抑却又充满难以置信的抽气声,猛地从吴明翰喉咙里发出!

他整个人如同被电流击中,身体瞬间绷直,贴在目镜上的额头甚至微微后仰了一下,嘴巴张得老大。

仿佛看到了最不可思议的魔法!

(本章完)

第1609章 常院士还是保守了

“吴院士?”张汝宁被吴明翰剧烈的反应吓了一跳,“你看到什么了?”

吴明翰却像是完全没听到,依旧沉浸在巨大的震撼中。

又过了几秒,才抬起头,然后失语般地指着目镜,示意张汝宁自己看。

张汝宁心中疑窦丛生,但也被勾起了强烈的好奇。

他立刻取代了吴明翰的位置,将眼睛紧紧贴上了观察口。

目镜内,是一片深邃的黑暗。

只有那一道绿色的激光束,轨迹清晰可见。

光束倾斜着,射向那片悬浮在黑暗中的、几乎无法察觉到的平面晶片。

然后……

以一个完全违背常识的角度,沿着与入射光几乎对称的方向,折回了法线的……

同一侧!

这……这怎么可能?!

“砰!”

巨大的震惊让张汝宁下意识地猛地抬头,额头结结实实地撞在了旁边同样处于石化状态的吴明翰额角上。

两人都“哎哟”一声,痛呼出声。

但此刻,这点疼痛完全被内心的震撼所淹没。

张汝宁顾不上揉额头,而是再次将眼睛死死贴回目镜!

好怪,再看一次!

黑暗。

绿光。

平面晶片。

光线入射。

折向同侧!

还是一样的景象。

不是幻觉!不是误差!是真实的物理现象!

张汝宁抬起头,额上渗出了细密的汗珠。

他看向同样脸色变幻、眼神中充满骇然的吴明翰。

两人目光交汇,无需言语,都从对方眼中看到了与自己一模一样的、颠覆认知的震撼。

这似乎违背了自斯涅尔定律确立以来,统治光学世界数百年的法则!

但很快他就意识到,斯涅耳定律出错的可能性恐怕很低。

那么……就只剩下另一个解释了。

张汝宁的嘴唇微微颤抖着。

一个只存在于理论物理最前沿的猜想,从他脑海中冒了出来:

“这……这是……负折射?!”

他的声音干涩带着强烈的询问和难以置信。

常浩南一直平静地站在旁边,脸上终于露出了淡淡的、一切尽在掌握的笑容。

“是的。”他缓缓地点了点头,“这就是我们刚刚制备成功的、宏观尺度的原子阵列材料,Ga-Ge(0001)。”

“它对于从可见光到极紫外光在内的广阔波段,都表现出……负折射特性。”

“嗡……”

张汝宁感觉自己的大脑仿佛被重锤击中,一片轰鸣。

负折射材料!

竟然真的存在!而且已经被制备出来,就在眼前!

这么看来ArF-1800物镜组的几个备选设计方案……

何止是参考价值有限?

那恐怕已经是照顾到他情绪的说法。

根本就得推倒重来!

……

巨大的震撼过后,三人没有回到之前的会议室。

常浩南直接将晕晕乎乎的张汝宁和吴明翰带到了自己的办公室。

然后亲自拿起茶壶,为张汝宁和吴明翰分别倒了一杯:

“两位,先喝口茶。”

他喝茶没什么讲究,突出一个沸水之下众生平等。

香气氤氲着水汽弥漫开来,稍稍缓解了空气中残留的震惊余波。

张汝宁下意识想要端起茶杯,但随即被烫的往回一缩。

作为顶尖的光学系统专家,他的大脑已经开始从最初的震撼中高速运转起来。

“常院士,”张汝宁没再碰茶杯,而是问出了最核心的问题之一,“既然这种材料表现出负折射率的特性,根据理论推导,它是否也必然伴随着一种……与常规光学材料完全相反的色散性质?”

到底是光学领域的专家。

负折射会带来负负色散这个事,说出来之后连初中生都能理解。

但却很难在第一时间意识到。

尤其在如此的震惊之下。

“张研究员问到了点子上。”常浩南肯定道。

他拿起桌上的平板电脑,快速操作几下,调出一组对比照片,展示给二人。

照片是在一个暗室环境中拍摄的。

算是常浩南那天测试的高清重制版——

左侧,是一块普通的冕牌玻璃棱镜,一束白光通过它,在屏幕上分散出标准的彩虹光谱——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

红色在外侧,紫色在内侧。

而右侧,正是他们刚刚在地下室看到的那块双负折射平板透镜。

同样一束白光穿过它,在屏幕上形成的彩色光带……

顺序赫然相反。

“果然……”张汝宁和吴明翰几乎异口同声。

“完美!简直是完美的互补!”前者更是激动地用手指敲击着桌面。

作为光学系统专家,他当然清楚这种特性在消色散过程中能够发挥的价值。

吴明翰也兴奋地搓着手:

“难怪常院士您那天提到镥铝石榴石呢……有这么一种材料,解决色差和像差问题的难度大大降低!”

而张汝宁则已经想到了更上一层:

“不不不,不光是色差和像差的问题……”

他伸手沾了点水,在茶几上比划着:“还能简化光刻机物镜组的复杂程度,给整个物镜组的孔径角留出提升空间……这样就只需要解决一个光路遮挡问题……”

他的思路越来清晰,人也越说越激动,甚至有些坐不住了。

仿佛下一秒就要起身冲回长光开始画设计图。

不过,常浩南却没有着急。

还抛出了下一个关键点。

“张研究员,您刚才提到的折反式系统设计中,除了色差和像差,似乎还有一个核心难题?”

张汝宁立刻点头,眉头微蹙:“是的。那就是光路遮挡问题。”

他拿起笔,在便签纸上快速勾勒出三组简化的折反式物镜示意图。

“在折反系统中,我们使用反射镜来折叠光路,缩小系统体积。”

他指着草图上的反射镜位置:

“对于反射镜而言光线越接近垂直入射就越有利于图像校准,但完全垂直的入射光又必然导致两个反射镜之间遮拦成像光束,这是一个根本性的矛盾。”

张汝宁在代表光束的线条上画了个叉。

“为了解决这个问题,目前的主流方案,是采用离轴非对称的视场设计。”

“简单说,就是让光束不是对称地通过系统中心,而是偏心地、非对称地通过。”

“同时,增加反射镜之间的距离,为光束留出通过的空间。”

他在草图上示意了光束的偏转路径和反射镜之间拉开的距离。

“但这又带来了新的问题:非对称视场会导致系统像差,尤其是彗差和像散急剧增大,校正极其困难。”

“同时增加镜间距也会导致系统体积增大,失去折反系统‘紧凑’的优势,很难找到一个完美的平衡点。”

张汝宁放下笔,语气带着一丝无奈:

“这也是折反式物镜设计的核心瓶颈之一。”

他看向常浩南,想听听对方有何高见。

和半个小时的心态已经截然不同。

常浩南没有立刻回答,而是拿起那张草图,仔细端详了片刻。

“刚才你们看到的Ga-Ge(0001)材料,除了具有负折射率的特性之外,还有另一个非常重要的性质。”

他手指轻轻点在那片代表负折射材料的“透镜”位置上:

“它是一种高度各向异性的材料……主要体现在它对不同偏振方向、不同入射角度光线的透明度上。”

说到这里,常浩南也觉得有点戏剧性。

当初之所以把这东西弄成各向异性的,纯粹是无奈之举。

因为各向同性的负折射率材料实在做不到透明。

结果,反而派上了用场。

“也就是说通过控制其晶向和表面处理……”

他还在组织语言的时候,张汝宁已经想到了后面的内容:

“有可能让同一块镜片对某些范围入射的光线进行折射,而对另外一个范围入射的光线进行反射?”

跟聪明的内行说话就是省事。

常浩南直接点头:“就是这样。”

张汝宁的声音已经有些颤抖:“所以……我们可以设计一种……混合元件?”

“它既能在某些区域充当负折射透镜,又能在其他区域充当反射镜?甚至诱导全内反射来改变光路方向?”

“而且这一切,是可以通过材料的本征特性和设计来实现的?”

其实他基本确定自己的思路没错。

但这一切实在过于美好,以至于根本就不像是真的。

如果真能实现,就不仅仅是简化设计,而是完全跳出传统折反和折射系统的框架,几乎重构了物镜组的实现方式!

“我现在脑子有点乱……”张汝宁揉了揉额角,“但从我的经验判断,如果引入这种材料,那么折反系统的设计难度……大概能降低到和全折射系统类似的水平。”

他深吸一口气,压下心中的激动,看向常浩南的目光充满了前所未有的郑重和敬佩。

“常院士,我收回之前所有的疑虑。”

“您带来的,不仅仅是新材料,更是一种颠覆性的光学设计哲学!”

“我请求立刻启动三方联合攻关!”

“ArF-1800的设计方案,必须,也必然要基于此,进行彻底的、革命性的重构!”

“……”

这下子,连吴明翰也忍不住要插上一嘴:

“如果是要把折射系统和折反系统融合,那么我们华芯国际……应该也能提供一定帮助。”

(本章完)

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