江州,啟明防務技術研究院,地下二層。
光子工廠的基建工程正在瘋狂推進。
為了隔離輻射,光源被安放在厚達兩米的混凝土掩體中。而光刻機車間,在距離掩體50米之外的地方。激光,必須穿過一條長達50米的真空管道,經過至少8次反射,才能到達光刻機的曝光台。
第一次聯調測試。
“光源功率:100,發射!”丁院士下達指令。b光源發出幽幽藍光。
但在50米外的光刻機入口處,功率計的讀數卻讓所有人倒吸一口涼氣。
接收功率:0.5。
損耗率:99.5。
“光呢?”王海冰咆哮道,“99.5瓦的能量去哪了?被鬼吃了嗎?”
“被鏡子吃了。”張教授長春光機所拿著一片剛剛拆下來的反射鏡,臉色慘白。
鏡片中心,原本光潔的膜層已經發黑、起泡,仿佛被煙頭燙過一樣。
“林董,我們遇到了反射率災難。”光子能量太高。普通的鋁膜反射率隻有90。經過8次反射,0.9的8次方,隻剩下43。”
“這還是理論值。實際上,鏡片吸收了能量後發熱,膜層結構破壞,反射率會進一步雪崩。”
“剩下的99.5瓦能量,全部變成了熱,燒毀了我們的光學係統。”
林遠看著那片廢鏡。
“我們需要更高的反射率。”
“多少?”
“99.9。”張教授伸出三根手指,“少一個9,光就送不到。”
要做到99.9的反射率,金屬膜鋁、銀是不可能的,必須用全介質多層膜。
利用光的乾涉原理,鍍上幾十層高折射率和低折射率交替的材料,讓反射光疊加增強。
“材料選什麼?”林遠問。,隻能選氟化物。”張教授在白板上寫下化學式,“氟化鑭af3做高折射率,氟化鎂gf2做低折射率。”
“但是,氟化物有個致命弱點應力大,易裂。”
“我們要鍍60層膜,總厚度3微米。這層膜的內應力,足以把基底玻璃拉彎,甚至直接崩裂。”
實驗室裡,ibs鍍膜機再次啟動。gf2。”
出爐。
“哢嚓。”
鏡片還沒拿穩,膜層就像乾裂的土地一樣,碎成了一片片魚鱗。
“張力太大了。”張教授搖頭,“膜層想收縮,基底不讓崩了。”
“那就反向補償。”林遠提出了方案。
“在鏡片的背麵,也鍍一層膜!”
“這層膜不需要光學性能,隻需要它的應力與正麵膜層相反且相等。”
“正麵拉,背麵也拉。兩股力抵消,鏡片就平了。”
這需要極高的應力控製精度。膜厚誤差不能超過1納米。
經過二十次試鍍,報廢了價值上千萬的鏡胚後。
終於,一片雙麵鍍膜的反射鏡,完整地走下了生產線。
反射率測試:99.92。
“過關了!”
解決了“吃光”的問題,接下來是“跑偏”的問題。
50米的距離。
這就像是在百米開外,用激光筆射中一隻蒼蠅的眼睛。
光束指向穩定性pointingstabiity要求:<1微弧度μrad。
也就是說,光源端抖動1微米,到了50米外,光斑就會偏離好幾毫米,直接打在牆上。
“林董,我們穩不住。”
負責機械結構的工程師指著地基震動監測儀。
“雖然我們做了隔振地基,但周圍環境的震動太大了。”
“江鋼的重卡路過、隔壁車間的衝壓機、甚至50公裡外的高鐵經過,都會通過地殼傳導過來微震。”
“這些震動頻率在1hz到100hz之間。對於光路來說,這就是大地震。”
光斑在靶麵上瘋狂跳動,根本無法鎖定。
“被動隔振彈簧、氣墊沒用。”汪韜看著數據,“低頻震動隔不掉。”
“必須上主動穩像。”
林遠下令。
“1.傳感器:在光路每一個轉折點,安裝psd位置敏感探測器。實時捕捉光斑的偏移量。”
“2.執行器:把反射鏡座,換成壓電陶瓷快速反射鏡faststeeringirror,fs。”
“3.算法:汪總,上盤古控製模型。搞一個高帶寬閉環反饋係統。”要在0.1毫秒內,偏轉0.001度,把光踢回去!”反射鏡發出高頻的“滋滋”聲,它在以每秒1000次的頻率微調角度,對抗著來自大地的震動。
“啟動閉環控製。”
屏幕上,原本亂跳的光斑,突然像被釘子釘住了一樣,死死地停在靶心中央。
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抖動量:0.5微弧度。
“穩住了!”
但是,還沒等大家高興太久。驅動器過熱!”
“壓電陶瓷發熱嚴重!線性度下降!”
高頻震動帶來了巨大的熱量,導致壓電陶瓷的遲滯效應變大,控製精度開始漂移。
“加散熱!”林遠當機立斷。
“給每個鏡座,加裝半導體製冷片tec,恒溫控製在25±0.01度!”
這是一場與“熵”的戰鬥。為了維持那一束光的穩定,背後是無數套複雜的溫控、電控係統在瘋狂運轉。
光強夠了,光路穩了。
但在連續運行了24小時後,一個新的問題出現了。
“光功率在衰減。”
王海冰看著監控曲線。