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第426章 深紫深渊（第1页）

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oxfordstrunts，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tdat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。”“这是物理规律，没法消除。除非你能把吸收率做到零，那是上帝才能做到的事。”死局。即便解决了烧蚀问题，热畸变依然让光学系统无法进行高精度计算。“不能消除，那就抵消。”林远突然想到了什么。“你们知道天文望远镜是怎么消除大气扰动的吗？”“自适应光学。”林远在白板上画了一面镜子。“我们在这个光路里，加一面变形镜。镜子背面，有几百个压电陶瓷致动器。”“汪总，我要你训练一个ai模型，实时监测焦点的漂移量。”“然后，控制那些压电陶瓷，微米级地改变镜面的曲率。热透镜让光聚焦，我们就让变形镜把光发散。”以毒攻毒！动态补偿热畸变！汪韬的眼睛亮了：“这是个好主意！这相当于给光路装了一个实时眼镜。不管你怎么热，我都能把你矫正回来！”加入了变形镜后，焦斑终于稳定了下来。深紫外光子计算原型机，第一次实现了连续1小时的稳定运行。但是，当林远试图将计算频率提升到10ghz时，一个新的幽灵出现了。“数据出错了。”汪韬看着输出结果，脸色难看。“我们输入的是1+1，输出的却是25。”“而且，这种错误是随机的，毫无规律。”“不是量子噪声。”李振声排除了之前的故障，“这次是双光子吸收。”“在193n波段，光子能量极高。当光强太高时，硅基波导材料会同时吸收两个光子，产生自由载流子。”“这些载流子会改变波导的折射率，导致光信号的相位发生非线性相移。”“简单说：光太强，把路给照弯了。”这是一个更底层的物理限制。要提高算力，就要提高频率和光强。但提高光强，就会触发tpa，导致计算错误。这是一个功率墙。“换材料？”王海冰建议，“用氮化硅？它的带隙宽，tpa效应小。”“来不及了。”李振声摇头，“我们的工艺全是基于铌酸锂和硅的。换材料意味着一切重来，至少一年。”林远看着那跳动的错误率。他知道，物理上已经改无可改了。那就只能改数学。“汪总，”林远看向汪韬，“既然错误是由于光强太高引起的。”“那我们能不能不用那么强的光？”“可是光弱了，信噪比就低，会被淹没在噪声里。”“不。”林远眼中闪过一丝精光。“我们用随机共振。”这是一个极其冷门的物理概念。“通常我们认为噪声是坏事。但在非线性系统中，如果我们主动注入一种特定频率的噪声，微弱的信号反而会被放大！”“不用提高信号的光强，试试提高噪声的能量，利用tpa的非线性特性，让噪声把信号托起来！”“这叫借力打力。”汪韬愣住了。“在计算芯片里主动注入噪声？这……这简直是疯子的想法。”“但这是唯一的路。”林远斩钉截铁。“试试吧。”三天后。pfl实验室。在注入了精心设计的白噪声后，那台运行在193n深紫外波段的光子计算原型机，奇迹般地稳定了下来。虽然光强只有之前的十分之一，但输出信号的清晰度，却达到了前所未有的高度。算力：100s。功耗：5w。能效比：是英伟达a100的20倍！“成功了……”李振声教授看着屏幕，喃喃自语。他们用土法镀膜、变形镜补偿、噪声共振这三招怪棋，硬生生地在被西方封锁的深紫外领域，闯出了一条路。林远看着那台闪烁着紫光的机器。他知道，这只是原型机。距离量产，还有十万八千里。特别是，那块kbbf晶体。“林董，”王海冰低声汇报，“中科院那边说，kbbf的生长周期太长了，一年只能长几块。根本无法满足大规模量产的需求。”“如果我们要造一万台这样的机器，就需要一万块晶体。”“这是产能的死结。”林远点了点头。“我知道。”“所以，我们不能只靠kbbf。”“我们要寻找替代品。”“或者……”林远的目光投向了北方。“去寻找一种，不需要晶体，就能产生深紫外光的方法。”“比如自由电子激光，那是加速器的技术。”林远拿起了电话。“帮我联系高能物理研究所，我要造一个芯片工厂里的加速器。”：（）官道红颜：她们助我一路升迁