第1602章 平面镜聚焦

一星期后。

栗亚波屏息凝神,将两块已经合二为一的负折射晶片从全自动合片机中取出。

指尖稳定得没有一丝颤抖。

“双负折射平板透镜”

得益于之前积累的宝贵经验,从液相可控剥离到表面处理、密封,整个过程比第一次顺畅了太多。

两亿元,当然只是玩笑。

第一片的一个亿成本里面包括了大把大把的研发和采购经费,而这些都是一次性支出,在生产第二片的过程中都不需要考虑在内。

当然,无论如何,以目前这个手搓的效率,单片八位数的成本总还是需要的……

“成了。”

常浩南判断道。

栗亚波点点头:

“成了。”

他能感觉到自己的心跳正在加速,但出口的声音却无比平稳,甚至有些刻意——

任谁手里拿着这么个价值上亿的脆弱玩意,都得变得大气不敢出。

“试试效果?”

身后有人提议道。

栗亚波从旁边抓起一支绿色激光笔,迫不及待地对准透镜。

一道纤细的绿光射出,穿过透镜,打在远处的白板上。

因为厚度增加了不少,所以光路即便用肉眼观察也还算清晰。

只是……似乎和之前单片的演示效果别无二致。

都是入射光和折射光分别位于法线同侧。

栗亚波微微蹙眉,带着一丝困惑看向常浩南。

常浩南看着栗亚波略显迷茫的表情,嘴角泛起一丝了然的笑意。

“你用近乎单色的平行激光束,当然看不出太大区别。”他指了指激光笔,“换个方法就一目了然了。”

栗亚波下意识地问:“去楼下光学实验室?那边的设备更全……”

“后面肯定要去,但现在不需要那么麻烦。”

常浩南打断他,径直走到靠墙的一张办公桌旁,然后拉开抽屉,在里面摸索了几下。

竟掏出了一个小巧的、带金属灯座的微型白炽灯泡,还有两节5号电池、两根末端带鳄鱼夹的导线……

“拿着,”他把东西放到桌面上,然后拿起那块晶片,“初中物理实验怎么做,还记得吧?”

栗亚波茫然地接过这堆与眼前高大上研究格格不入的“简陋”器材,下意识点头:“记得……串联电路。”

他一边说,一边熟练地将电池串联,再将导线接在电池正负极和灯泡的金属触点上。

动作间还带着一丝学生时代的本能。

“很好。”常浩南指了指房间中央一面相对干净的白墙,“你退到旁边那块地砖上面向那面墙,等我指示。”

随后又转向房间里另外几位围观的助手和工程师:“小刘,关灯!”

“啪嗒!”

几声轻响,实验室顶灯、操作台灯瞬间熄灭。

合成实验室本来就没窗户,因此整个空间骤然陷入一片伸手不见五指的漆黑。

只有应急通道指示灯散发出极其微弱、几乎可以忽略的绿光。

“接通电路。”常浩南的声音在黑暗中响起,简洁有力。

栗亚波立刻用鳄鱼夹将导线与电池最后两个触点搭上。

他手中的小灯泡瞬间亮了起来,橘黄色的光芒极其微弱,哪怕在黑暗中也只能勉强照亮灯泡周围一小片区域,映出栗亚波的手掌轮廓,完全无法驱散房间的幽暗。

“要不要再加一节电池?”

栗亚波皱眉看着昏暗的环境。

“别动!”常浩南出声喝止,“就是要这种效果。”

随后,他平稳举起手中那块双负折射透镜,稳稳地挡在了小灯泡和那面白墙之间,位置大致在灯泡正前方30厘米左右。

霎那间如同变魔术一般。

那面原本只有微弱环境光、近乎全黑的墙壁上,骤然出现了一个极其明亮、边界清晰的圆形光斑!

这光斑的亮度,与小灯泡本身那点可怜的光芒形成了极其强烈的反差,仿佛凭空多出了一个强力光源。

房间里的众人,甚至包括栗亚波,都下意识地发出了一声低低的惊呼。

常浩南没有停下,而是微微调整着透镜的距离。

墙上的光斑随之变化,亮度更加凝聚,轮廓愈发锐利。

几秒钟后,一个更加令人震惊的景象出现了——那明亮的圆形光斑中心,赫然出现了几道极其细微、但清晰可辨的、相互交织的亮线轮廓。

“灯丝……好像是灯丝的影子?”有人失声叫了出来。

一块厚度均匀的、完全平面的透镜(严格来说是两块平行平板),没有做任何凸起或凹下的光学曲面设计,却硬生生地将点光源发出的发散光线汇聚了起来,清晰地成像在墙壁上。

似乎违背了所有人从小学习的、关于普通透镜的基本知识。

常浩南用最简陋的设备,最基础的初中物理实验,以最直观、最震撼的方式,展示了负折射率材料的“逆天”之处——它彻底颠覆了传统的光学特性,赋予了平面以聚焦成像的能力!

这会儿功夫,众人也陆续回过味来。

原理其实并不难理解。

只不过因为太反常识,而且过于基础,所以一开始反而没人想到。

就像刚开始学非欧几何的时候一样。

欧氏几何中越简单的关系,反而越容易形成盲点。

然而,常浩南的演示并未结束。

“先别动!”

他握着透镜的手缓缓向上移动,同时手腕微微向外侧偏转了一个角度。

小灯泡发出的,本质上是包含了连续光谱的白光。

因此透镜姿态的改变,立刻引发了色散现象。

一道淡淡的、如同微型彩虹般的彩色光带,取代了那个明亮的主光斑,悄然出现在墙壁上。

虽然非常微弱,但在近乎全黑的背景下,却显得尤为清晰、灵动。

“色散……”栗亚波喃喃道。这是光学材料的固有属性,任何非理想材料对不同波长的光折射率不同,导致白光分解。这在意料之中。

但几乎是色散光带出现的同时。

“等等!”人群中另一位眼尖的工程师脱口而出:“这颜色……顺序好像……反了?”

这句话如同投入平静湖面的石子,瞬间点醒了所有人。

大家定睛细看。

墙壁上那道淡淡的彩虹,最靠近透镜折射方向改变一侧的颜色,并不是常见的红光。

而是紫光。

向外延伸,依次是蓝、青、绿、黄、橙……

最外侧,才是红色!

这与所有人熟悉的、雨后彩虹中“红在外、紫在内”的色序完全相反!

常浩南脸上终于露出了满意的笑容。

他放下手臂把透镜重新放回保护盒内。

墙壁上那神奇的光斑和反彩虹瞬间消失,仿佛刚才的一切只是一场幻觉。

但每个人脸上残留的震惊与兴奋,证明着那绝非幻象。

“大家看到了,”常浩南的声音打破了短暂的寂静,“材料在体现出负折射率的同时,伴随产生的是同样‘负’的色散特性。”

“色散补偿!”

黑暗中,不止一个人喊出了这四个字。

几乎异口同声。

当然,也包括栗亚波。

常浩南却只是朝房门边上的方向示意了一下:“小刘,开灯吧。”

“啪嗒——”

光明重回实验室。

栗亚波几乎喜出望外,甚至在眼睛还没完全适应强光的时候就开口道:“老师,我马上着手设计验证性的消色差系统!”

其余众人也都摩拳擦掌,一副跃跃欲试的样子。

无他,实在是太有吸引力了——

常规透镜系统要想实现无色差,必须使用两种或多种具有不同色散特性的材料组合成复合透镜。

比如用一块低色散的BK7冕牌玻璃和一块高色散的F2火石玻璃组合在一起,形成“双胶合透镜”,利用它们色散方向相同但程度不同的特性来补偿。

但几个正数再怎么叠加也只会是正数,因此最多只能做到消除色散差,却不可能彻底消除色散。

并且这个思路只适用于窄带光谱,对更宽波段的色散差无能为力。

此外,多镜片组合听着好像简单,但透镜组总会有其它的功能,消除色散差是手段而不是目的,因此工程实现起来的设计难度和制造成本都很高,往往需要花费巨大的代价,才能做到二元波长的色散差消除。

而负折射率材料的出现,则带来了颠覆性的解决方案。

它的负色散特性,相当于引入了一个全新的、符号相反的“自由度”。

理论上,甚至可以实现真正意义上的、跨越整个宽波段的完美消色差。

即使不能做到绝对完美,也能让传统的消色差设计变得前所未有的简单、

这对于依赖超宽带成像,或需要极端色散控制的尖端领域,无疑是革命性的突破。

然而,常浩南却微笑着摆了摆手。

“亚波,这个方向非常重要,前景广阔,但具体的设计、测试和工程化验证工作,可以交给小刘去推进。”

栗亚波脸上的兴奋瞬间凝固:

“老师,那……我?”

作为常浩南的开山大弟子,他根本不用担心成果被别人摘桃子。

只是单纯有些错愕。

常浩南点了一下桌上的保护盒:

“我还有一个更重要的猜想,需要你来负责验证……”

(本章完)

第1603章 分辨率测试

十几分钟后,栗亚波跟随常浩南再次来到地下测试中心。

那块双负折射平板透镜被小心翼翼地安装在特制的保护平台上。

“老师,您说的那个重要猜想……具体是什么?”栗亚波忍不住问道。

常浩南没有直接回答,而是下令道:

“亚波,去准备几样东西。”

栗亚波几乎条件反射地掏出笔记本。

“一台波长632.8纳米的氦氖激光器,要功率稳定、模式纯净的;还有,”他顿了顿,加重了语气,“一块分辨率测试靶标,精度要求……至少包含11组第3元素或更高。”

栗亚波心头猛地一跳。

对方口中的分辨率测试靶标毫无疑问是指USAF 1951标准下的产品。

而11组3元素对应的线宽/间隙宽度是0.194微米。

这已经进入了亚微米尺度!

“分辨率测试?”

他立刻明白了常浩南的意图,但随即感到强烈的不可思议。

“老师,632.8nm是可见红光,理论分辨率极限大约在……316纳米左右,而我们这块透镜,”他指了指保护台上的晶片,“尺寸就这么大,等效数值孔径根本不可能很高……”

常浩南的神情却异常平静,仿佛栗亚波说的只是常识而非障碍。

“这正是我的猜想核心所在。”他解释道,“负折射率材料,它对电磁场的操控方式,从根本上有别于传统材料……可能不仅仅是‘弯曲’光线那么简单,有可能……改变局域场的分布模式。”

空气,一时间陷入沉默。

“总之,去准备吧。”大约半分钟后常浩南才继续道,“做过实验,就知道我的猜想是对是错了……理论是用来指导的,但最终,实验才是检验真理的唯一标准。”

栗亚波深吸一口气,迅速冷静下来,大脑也开始飞速运转,规划着实验方案。

“实验室本身有搭建光路系统的基准光学平台和标准件,但要进行高精度的成像分辨率测试,还需要一些辅助设备来保证光束质量、消除振动、精确对准和定量分析。”

他思索片刻开始在心中罗列清单:

“比如高精度的光束准直扩束系统、旋转毛玻璃散射器、可调中性密度滤光片、精密孔径光阑……最重要的是,整个系统必须搭建在顶级的气浮隔振光学平台上,还得有微米精度的多轴位移台,来微调样品和靶标的位置……”

“……”

“好在都是标准件,都可以买现成的。”栗亚波总结道,“加急的话大概一星期左右能到位。”

接着又补充了三个字:“就是贵。”

“这些都不是问题,”常浩南点点头,“需要采购或调拨的,列出清单,我下周要出席一个未来信息产业大会,正好等我开完会回来,看你的准备情况。”

他拍了拍栗亚波的肩膀,“我相信你能搭建出可靠的测试环境。”

“保证完成任务!”栗亚波挺直了背。

……

常浩南离开后,栗亚波立刻前往实验室设备处。

设备处主任谢熙森是一位面容和蔼但精打细算的中年人,看到栗亚波递过来的、密密麻麻列了二十几项设备的清单之后,眼睛瞬间就瞪圆了。

他接过清单,手指一行行划过,嘴里不由得发出“嘶……”的一声。

“栗教授,这才四月份不到啊……你这……今年烧掉的经费,都快奔着两个亿去了吧?”

谢熙森抬起头,半是认真半是开玩笑地看着栗亚波:

“现在又来这一大单,少说也得大几千万甚至上亿的预算。”

谢熙森的语气里带着设备管家特有的肉疼和对项目组花钱如流水的感慨。

他也是科学院国家重点实验室出身,然而来火炬实验室不到三年时间,签出去的经费比过去三十年加起来还高一个数量级。

栗亚波理解谢主任的“心痛”,但此刻他心中只有那个至关重要的实验,没有开玩笑的心情。

“谢主任,这是常院士点名要的设备,所有支出都可以走重大专项的经费渠道,优先保障,尽快到位。”他顿了顿,补充道,“常院士一周后就要看结果,时间很紧。”

听到“常院士亲自安排”、“重大专项核心”,谢熙森也瞬间换上了严肃认真的表情。

“明白了,清单给我,我亲自盯进度。”他不再多问,拿起清单,迅速坐到电脑前开始操作。

说归说闹归闹。

在火炬实验室,钱,基本不会是首要问题。

……

四天后京城会议中心。

华夏未来信息产业大会如期召开。

这种级别的会议大佬云集,很可能几句无心的谈话,就影响到未来几年内的行业走向。

因此,很多人都会提前到场,看能不能找到一些机会。

贵宾休息区内,几位国内信息产业头部企业的代表正围坐在一起,低声交谈。

轻松的氛围下,涌动的是对未来格局的深切关注和一丝不易察觉的焦虑。

“5G标准R12、R13的讨论白热化,我们几家在3GPP的话语权是提升了,但真正的较量还在后面。标准落地,终端、基站、核心网设备的规模部署才是硬仗。”

海森半导体的副总裁何鑫推了推眼镜,语气沉稳中带着紧迫。

“没错,”一位来自电信的高管接口道,“移动互联网的发展势头根本刹不住,用户对带宽、时延的要求是永无止境的。这直接引爆了对高性能、低功耗、高集成度芯片的饥渴需求。”

另外一人也表示赞同:

“未来几年,消费级芯片的出货量和产值,甚至有可能会超越工控领域,成为绝对主力……”

“……”

国内绝大多数消费电子领域的企业并没有标准制订权,也出席不了本次会议。

少数出席了的,这功夫也不在这个半导体领域的圈子里。

因此提到消费端的情况之后,气氛反而有些冷场。

最后还是何鑫接过了话茬:

“设计方面,我们有信心对标国际最前沿。但流片……很可能会遇到瓶颈。”他叹了口气,“我们跟几个主要供应商都接触过,但三星肯定优先供给自家,TSMC也有传统客户,都很直接地表示不太可能挤出太多产能。”

随后,又转向华芯国际技术总监吴明翰院士:“吴院士,现在的情况……华芯很可能成为胜负手。”

而吴明翰的表情也有几分无奈:

“我们目前的生产主力,一个是国产的SMEE ArF-1500,再一个就是ASML的NXT:1950i……但ArF1500受限于光源和物镜,目前还很难用于112.5nm以下的先进制程。”

他停顿了一下,语气更加低沉:

“至于NXT:1950i,主要是数量很少,而且交货周期也不太稳定……”

有人插进话来:

“1950i……我印象里是08年左右的型号了吧?”

吴明翰点头:

“这个序列里更新的型号是NXT:2000,当然还有最近几年才出的极紫外产品线,主要是NXE:3300B……都在采购谈判过程中,就是情况……老实说,不太乐观。”

听到最后四个字,众人全都内心一沉。

何鑫的语气严肃起来:“ASML不愿意出售?”

吴明翰摇了摇头,紧接着又点了点头:“荷兰人没明说,但基本就是这个意思……”

“NXT:2000i的谈判还在拉锯,价格、交货期、附加条件……对方咬得很死。至于3300B……”他露出苦笑,“别说谈价格了,我们的谈判团队连设备实物都还没被允许‘亲眼’看到过……”

能坐在这个地方的人,哪怕是全是搞技术的,也都有最基本的敏感性。

一股寒意悄然爬上脊背。

过去十几年里,尽管理论上的制裁仍然存在,但得益于和欧盟之间的关系,华夏基本可以采购到ASML最新,或者次新级别的产品。

现在ASML的态度发生180°转向,恐怕不会是,至少不只是荷兰人自己的意思。

何鑫张了张嘴,刚想再追问华芯国际在多重曝光技术上突破40nm甚至28nm制程的具体进展和良率情况,却忽然听到旁边传来一阵轻微却明显的骚动和惊讶的低语声。

他抬起头,循着众人的目光望向会场入口处。

只见门口站着一位身穿合体深色西装的男子,正背对着他们,看不清面孔。

但在那人对面站着的,却是今天的大会组织者,工建委主任栾文杰!

能让栾主任如此熟络、甚至带着几分亲近交谈的人,会是谁?

就在何鑫疑惑之际,门口那位男子似乎结束了谈话,微微侧身。

也因此而露出了侧脸。

“常浩南院士?!”

何鑫脱口而出,声音里充满了意外。

如今国产半导体行业的起步阶段,很大程度上依赖于早年间计算技术研究所以及曙光集团的资源倾斜。

这方面走在明面上的,是前曙光集团董事长、计算所所长李杰院士。

而稍微内部一些的人则会知道,常浩南也在其中发挥了重要作用。

因此何鑫一打眼就认了出来。

但还是有些惊讶。

他低头快速翻看手中的会议议程手册,从头到尾仔细找了一遍。

确实没有看到常浩南的名字。

“吴院士,议程上有常院士吗?”

“没有吧……”吴明翰也仔细回想了一下,然后更加笃定地回答道:“至少我拿到的议程里,没有常院士的报告安排。”

(本章完)

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