第426章 深紫深渊(1 / 2)
江州,启明防务技术研究院,红区PFL实验室。
这里是整个集团保密等级最高的区域,门口站着两名荷枪实弹的哨兵。
实验室内,一个被铅板严密包裹的保险箱被缓缓打开。
在那里面,躺着一块仅有指甲盖大小、呈现出淡紫色的透明晶体。
这就是KBBF氟硼铍酸钾。中国独有的战略资源,全球唯一能直接倍频产生深紫外激光的非线性晶体。
“这就是我们要的心脏。”
李振声教授戴着防静电手套,小心翼翼地将其夹起,放入显微镜下。
“但是林董,有个大麻烦。”
李振声指着显示屏上的晶体侧面图。
“KBBF是层状结构,像云母一样。层与层之间结合力极弱。一旦我们试图用传统的抛光机去磨它,它就会像书本一样散架。”
“而且,它含有剧毒的铍元素。加工产生的粉尘如果被吸入,会引起铍肺病。没有专门的负压加工中心,没人敢动它。”
“最要命的是,”王海冰在一旁补充道,“要产生193n的深紫外光,我们需要用四倍频技术。也就是把基频激光的波长压缩四次。”
“这意味着,这块小小的晶体,要承受极高的能量密度。如果表面有一点点划痕或杂质,激光瞬间就会把它打穿,变成一堆废粉。”
“我们需要原子级的表面平整度,国内的光学加工厂,做不到。”
林远看着那块脆弱而致命的晶体。
“既然磨不了,那就粘。”
“棱镜耦合技术。”
这是中国科学家陈创天院士当年的独门绝技。
“我们不直接磨KBBF。我们将它夹在两块高精度的石英棱镜中间,利用光胶技术,靠分子间作用力让它们死死粘在一起。”
“然后,我们磨石英,不磨晶体。”
“这需要极高的手工技艺。”林远看向王海冰,“去把中科院福建物构所的老师傅请来。这种手艺活,机器干不了,人能干。”
解决了晶体的固定,真正的噩梦才刚刚开始。
光学系统,不仅要有透镜,还要有“膜”。
增透膜、高反膜。没有膜,激光会在界面上反射、损耗,甚至形成鬼影。
对于193n的深紫外光来说,镀膜是地狱级难度。
“林董,”负责光学工艺的张教授拿着一份报告,脸色灰败。
“我们用国产的电子束蒸发镀膜机,试镀了十次。全部失败。”
“为什么?”
“致密度不够。”
张教授解释道:“电子束蒸发的膜层,微观上是柱状结构,中间有空隙。水分子会钻进去。在193n的高能光子轰击下,水分子会电离,产生氢氧根,导致膜层迅速老化、吸收增加。”
“吸收增加意味着什么?”
“意味着发热。接着就是激光诱导损伤。”
张教授拿出一片废弃的镜片。镜片中心,有一个明显的黑色烧蚀坑。
“只要开机十分钟,膜就会烧穿。”
“我们需要离子束溅射镀膜机。”张教授断言,“只有IBS打出来的膜,才是非晶态的、致密的、无针孔的。”
“但是,IBS设备被美国列在瓦森纳协定的核心禁运名单里。Vee和OxfordInstrunts,绝对不会卖给我们。”
这是一个死循环。
要搞深紫外计算->必须要有高损伤阈值的膜->必须要有IBS设备->买不到。
“能不能自己造IBS?”林远问。
“原理我们懂。但是,核心的射频离子源,需要极其精密的磁场约束和栅极加工。国内的离子源,束流不稳定,打出来的膜厚度不均匀。”张教授摇头。
林远沉默了。
没有设备,巧妇难为无米之炊。
“既然物理镀膜走不通……”
林远盯着那个烧蚀的黑点。
“那我们就用化学。”
“ALD原子层沉积。”
林远看向李振声。
“我们在普罗米修斯计划里,不是搞到了TDMAT的前驱体工艺吗?那是用来做半导体栅极的。”
“现在,我要你们把ALD技术,用到光学镀膜上!”
“ALD是一层一层原子长的。它的致密度,比IBS还要高!”
“但是,”张教授犹豫道,“ALD太慢了。长一微米要几天。而且,ALD可用的光学材料太少,折射率匹配很难。”
“那就做混合膜系。”
林远在白板上画了一个三明治结构。
“底层:用国产电子束镀膜,做厚度。”
“表层:用ALD镀一层50纳米的致密保护层,做封孔!”
“就像给疏松的墙面,刷一层防水漆。”
“只要水分子进不去,LIDT阈值就能提上来!”
这是一个典型的“土法炼钢”思路,用两种低端工艺的组合,去逼近高端工艺的效果。
方案确定,立刻执行。
经过两周的折腾,第一批采用E-bea+ALD复合工艺的镜片下线了。
上机测试。
激光器启动。波长193n,功率10W。
十分钟过去了。膜没破。
三十分钟过去了。膜依然完好。
“成功了!”张教授激动得握紧了拳头。
但是,负责算法的汪韬,却皱起了眉头。
“不对。光斑散了。”
屏幕上,原本应该汇聚成一个针尖大小的焦点,此刻却变成了一个模糊的光晕。
“焦距漂移了。”汪韬看着数据,“漂移了整整2毫米。这对于纳米级的光刻计算来说,误差是致命的。”
“为什么会漂移?”林远问。
“热透镜效应。”李振声教授叹了口气。
“虽然膜没破,但它依然有微弱的吸收。吸收产生热量。”
“镜片受热,中间膨胀,折射率发生变化。原本的平光镜,变成了一个凸透镜。”
“而且,这个效应是动态的。功率越高,透镜效应越强。焦点就跑得越远。”