“吳院士?”張汝寧被吳明翰劇烈的反應嚇了一跳,“你看到什麼了?”
吳明翰卻像是完全沒聽到,依舊沉浸在巨大的震撼中。
又過了幾秒,才擡起頭,然後失語般地指着目鏡,示意張汝寧自己看。
張汝寧心中疑竇叢生,但也被勾起了強烈的好奇。
他立刻取代了吳明翰的位置,將眼睛緊緊貼上了觀察口。
目鏡內,是一片深邃的黑暗。
只有那一道綠色的激光束,軌跡清晰可見。
光束傾斜着,射向那片懸浮在黑暗中的、幾乎無法察覺到的平面晶片。
然後……
以一個完全違背常識的角度,沿着與入射光幾乎對稱的方向,折回了法線的……
同一側!
這……這怎麼可能?!
“砰!”
巨大的震驚讓張汝寧下意識地猛地擡頭,額頭結結實實地撞在了旁邊同樣處於石化狀態的吳明翰額角上。
兩人都“哎喲”一聲,痛呼出聲。
但此刻,這點疼痛完全被內心的震撼所淹沒。
張汝寧顧不上揉額頭,而是再次將眼睛死死貼回目鏡!
好怪,再看一次!
黑暗。
綠光。
平面晶片。
光線入射。
折向同側!
還是一樣的景象。
不是幻覺!不是誤差!是真實的物理現象!
張汝寧擡起頭,額上滲出了細密的汗珠。
他看向同樣臉色變幻、眼神中充滿駭然的吳明翰。
兩人目光交匯,無需言語,都從對方眼中看到了與自己一模一樣的、顛覆認知的震撼。
這似乎違背了自斯涅爾定律確立以來,統治光學世界數百年的法則!
但很快他就意識到,斯涅耳定律出錯的可能性恐怕很低。
那麼……就只剩下另一個解釋了。
張汝寧的嘴脣微微顫抖着。
一個只存在於理論物理最前沿的猜想,從他腦海中冒了出來:
“這……這是……負折射?!”
他的聲音乾澀帶着強烈的詢問和難以置信。
常浩南一直平靜地站在旁邊,臉上終於露出了淡淡的、一切盡在掌握的笑容。
“是的。”他緩緩地點了點頭,“這就是我們剛剛製備成功的、宏觀尺度的原子陣列材料,Ga-Ge(0001)。”
“它對於從可見光到極紫外光在內的廣闊波段,都表現出……負折射特性。”
“嗡……”
張汝寧感覺自己的大腦彷彿被重錘擊中,一片轟鳴。
負折射材料!
竟然真的存在!而且已經被製備出來,就在眼前!
這麼看來ArF-1800物鏡組的幾個備選設計方案……
何止是參考價值有限?
那恐怕已經是照顧到他情緒的說法。
根本就得推倒重來!
……
巨大的震撼過後,三人沒有回到之前的會議室。
常浩南直接將暈暈乎乎的張汝寧和吳明翰帶到了自己的辦公室。
然後親自拿起茶壺,爲張汝寧和吳明翰分別倒了一杯:
“兩位,先喝口茶。”
他喝茶沒什麼講究,突出一個沸水之下衆生平等。
香氣氤氳着水汽瀰漫開來,稍稍緩解了空氣中殘留的震驚餘波。
張汝寧下意識想要端起茶杯,但隨即被燙的往回一縮。
作爲頂尖的光學系統專家,他的大腦已經開始從最初的震撼中高速運轉起來。
“常院士,”張汝寧沒再碰茶杯,而是問出了最核心的問題之一,“既然這種材料表現出負折射率的特性,根據理論推導,它是否也必然伴隨着一種……與常規光學材料完全相反的色散性質?”
到底是光學領域的專家。
負折射會帶來負負色散這個事,說出來之後連初中生都能理解。
但卻很難在第一時間意識到。
尤其在如此的震驚之下。
“張研究員問到了點子上。”常浩南肯定道。
他拿起桌上的平板電腦,快速操作幾下,調出一組對比照片,展示給二人。
照片是在一個暗室環境中拍攝的。
算是常浩南那天測試的高清重製版——
左側,是一塊普通的冕牌玻璃棱鏡,一束白光通過它,在屏幕上分散出標準的彩虹光譜——紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。
紅色在外側,紫色在內側。
而右側,正是他們剛剛在地下室看到的那塊雙負折射平板透鏡。同樣一束白光穿過它,在屏幕上形成的彩色光帶……
順序赫然相反。
“果然……”張汝寧和吳明翰幾乎異口同聲。
“完美!簡直是完美的互補!”前者更是激動地用手指敲擊着桌面。
作爲光學系統專家,他當然清楚這種特性在消色散過程中能夠發揮的價值。
吳明翰也興奮地搓着手:
“難怪常院士您那天提到鑥鋁石榴石呢……有這麼一種材料,解決色差和像差問題的難度大大降低!”
而張汝寧則已經想到了更上一層:
“不不不,不光是色差和像差的問題……”
他伸手沾了點水,在茶几上比劃着:“還能簡化光刻機物鏡組的複雜程度,給整個物鏡組的孔徑角留出提升空間……這樣就只需要解決一個光路遮擋問題……”
他的思路越來清晰,人也越說越激動,甚至有些坐不住了。
彷彿下一秒就要起身衝回長光開始畫設計圖。
不過,常浩南卻沒有着急。
還拋出了下一個關鍵點。
“張研究員,您剛纔提到的折反式系統設計中,除了色差和像差,似乎還有一個核心難題?”
張汝寧立刻點頭,眉頭微蹙:“是的。那就是光路遮擋問題。”
他拿起筆,在便籤紙上快速勾勒出三組簡化的折反式物鏡示意圖。
“在折反系統中,我們使用反射鏡來摺疊光路,縮小系統體積。”
他指着草圖上的反射鏡位置:
“對於反射鏡而言光線越接近垂直入射就越有利於圖像校準,但完全垂直的入射光又必然導致兩個反射鏡之間遮攔成像光束,這是一個根本性的矛盾。”
張汝寧在代表光束的線條上畫了個叉。
“爲了解決這個問題,目前的主流方案,是採用離軸非對稱的視場設計。”
“簡單說,就是讓光束不是對稱地通過系統中心,而是偏心地、非對稱地通過。”
“同時,增加反射鏡之間的距離,爲光束留出通過的空間。”
他在草圖上示意了光束的偏轉路徑和反射鏡之間拉開的距離。
“但這又帶來了新的問題:非對稱視場會導致系統像差,尤其是彗差和像散急劇增大,校正極其困難。”
“同時增加鏡間距也會導致系統體積增大,失去折反系統‘緊湊’的優勢,很難找到一個完美的平衡點。”
張汝寧放下筆,語氣帶着一絲無奈:
“這也是折反式物鏡設計的核心瓶頸之一。”
他看向常浩南,想聽聽對方有何高見。
和半個小時的心態已經截然不同。
常浩南沒有立刻回答,而是拿起那張草圖,仔細端詳了片刻。
“剛纔你們看到的Ga-Ge(0001)材料,除了具有負折射率的特性之外,還有另一個非常重要的性質。”
他手指輕輕點在那片代表負折射材料的“透鏡”位置上:
“它是一種高度各向異性的材料……主要體現在它對不同偏振方向、不同入射角度光線的透明度上。”
說到這裡,常浩南也覺得有點戲劇性。
當初之所以把這東西弄成各向異性的,純粹是無奈之舉。
因爲各向同性的負折射率材料實在做不到透明。
結果,反而派上了用場。
“也就是說通過控制其晶向和表面處理……”
他還在組織語言的時候,張汝寧已經想到了後面的內容:
“有可能讓同一塊鏡片對某些範圍入射的光線進行折射,而對另外一個範圍入射的光線進行反射?”
跟聰明的內行說話就是省事。
常浩南直接點頭:“就是這樣。”
張汝寧的聲音已經有些顫抖:“所以……我們可以設計一種……混合元件?”
“它既能在某些區域充當負折射透鏡,又能在其他區域充當反射鏡?甚至誘導全內反射來改變光路方向?”
“而且這一切,是可以通過材料的本徵特性和設計來實現的?”
其實他基本確定自己的思路沒錯。
但這一切實在過於美好,以至於根本就不像是真的。
如果真能實現,就不僅僅是簡化設計,而是完全跳出傳統折反和折射系統的框架,幾乎重構了物鏡組的實現方式!
“我現在腦子有點亂……”張汝寧揉了揉額角,“但從我的經驗判斷,如果引入這種材料,那麼折反系統的設計難度……大概能降低到和全折射系統類似的水平。”
他深吸一口氣,壓下心中的激動,看向常浩南的目光充滿了前所未有的鄭重和敬佩。
“常院士,我收回之前所有的疑慮。”
“您帶來的,不僅僅是新材料,更是一種顛覆性的光學設計哲學!”
“我請求立刻啓動三方聯合攻關!”
“ArF-1800的設計方案,必須,也必然要基於此,進行徹底的、革命性的重構!”
“……”
這下子,連吳明翰也忍不住要插上一嘴:
“如果是要把折射系統和折反系統融合,那麼我們華芯國際……應該也能提供一定幫助。”