第1622章 突破阿貝極限！
第1622章 突破阿貝極限！
「常院士，這是……？」欒文杰環顧四周，有些不解。
相比旁邊關乎國家半導體命脈的光刻機測試，這裡的設備顯得過於「普通」了。
「一項純光學的……原理性驗證實驗。」常浩南言簡意賅，目光落在栗亞波身上，「我們準備了快半年，最近才真正具備了測試條件。」
「純光學？驗證什麼？」欒文杰心中的疑惑更甚。
「很快您就知道了。」常浩南依舊賣了個關子，示意欒文杰耐心觀看，目光也投向了栗亞波的操作。
只見栗亞波最後確認了一下所有光學元件的共軸性，然後極其小心地將一塊巴掌大小、表面布滿極其細微黑白條紋的金屬板插入一個特製的靶標架中，並微調了一下位置和角度。
接著走到控制電腦前，手指在鍵盤上快速敲擊了幾下。
嗡……
一聲輕微的啟動聲，位於平台一端的光源被點亮。
霎時，一束鮮艷奪目的紅色雷射束激射而出，經過擴束準直後變成一道直徑大約幾個毫米的平行紅光，射入中間黑色的遮光罩內。
而當光線從另一端射出時，已經略帶上了一絲難以察覺的模糊感。
最終，這束光線投射在數米開外的精密成像屏上，形成一個邊界柔和的光斑。
「紅光？」欒文杰有些驚愕地低呼出聲，「還是可見光？」
在他的認知里，要突破極限，理應使用波長更短的紫外光甚至極紫外光才對。
常浩南似乎早料到他有此一問，平靜地解釋道：
「我們要測試的，是一個理論上『不可能』被傳統透鏡實現的結果……如果使用波長太短的光，那麼……對測試系統本身的精度和噪聲要求會很高，甚至大概率無法測出有效結果。」
他這邊話音剛落，一直緊盯電腦屏幕的栗亞波已經抬起頭：
「找到了。」
從他的臉上看不出太多情緒，但聲音有些發顫：
「成像清晰！我找到靶標的成像結果了！」
「快！」
常浩南立刻上前幾步，接替栗亞波坐到了顯示器前面。
欒文杰也按捺不住好奇，迅速湊到旁邊。
屏幕上顯示的並非什麼複雜的電路，而是一系列明暗相間、等寬等距的豎條紋圖案。
條紋邊緣銳利，對比度極高。
他快速搜索了一下腦海中的知識，並沒有想起來符合當前場景的答案。
但看著面前師生二人的這副架勢，已經能冥冥中感覺到，眼前這東西恐怕不太尋常。
好在，常浩南並沒有讓對方的疑惑持續太久。
「這是解析度測試靶標的一部分。」他指著屏幕上的豎條紋解釋道，「根據光學成像的瑞利判據，使用波長λ=632.8nm的可見紅光時，一個傳統透鏡的理論解析度極限δ大約是0.61λ/ NA……換算到我們這個系統里，大概是在316nm左右。」
他指著屏幕上最清晰的那組條紋旁邊標註的一組編號：
「您看這裡，第10組第5元素，它對應的線對寬度是308nm……也就是說，對於一塊正常意義上的透鏡而言，在632.8nm波長下，不應該看清楚靶標上第10組第5元素以下的圖案。」
常浩南說到這裡，刻意停頓了一下：
「但是……」
他沒有繼續說下去，而是移動滑鼠，在屏幕上快速搜索著。
很快，光標停留在屏幕靠左側的一個區域。那裡清晰地呈現出一個由三條豎直亮線組成的圖案，亮線之間是等寬的黑線。
這個圖案在屏幕上的標註正是「Group 10， Element 5」！
「嗯？」
欒文杰失聲驚呼，身體不由自主地前傾，幾乎要貼到屏幕上。
瑞利判據是物理學基礎，他剛才已經聽明白了這個測試的意思。
308nm，已經超過，至少是貼近了632.8nm波長所對應的解析度極限
然而，眼前的三條亮線是如此清晰銳利，邊緣平滑，沒有一絲一毫的模糊或彌散感。
根本不像是在逼近理論極限，反而像是在分辨一個遠大於極限的物體！
常浩南臉上依舊保持著那種掌控一切的平靜，沒有立刻解答欒文杰的震驚。
他只是再次移動滑鼠控制著屏幕上的成像區域向下移動。
畫面切換，來到了標註為「Group 10， Element 6」的區域。
這裡的線條圖案更加細密。
然而，圖形中的三條亮線依舊清晰可辨。
其銳利程度與9-5相比，幾乎沒有肉眼可見的衰減！
「10組6元素，對應解析度274nm！」
旁邊的栗亞波適時報出數據。
欒文杰的雙眼已經瞪得溜圓，徹底被眼前的景象所震撼。
274nm！
剛才的結果或許還能用誤差解釋。
但這此，已經明確無誤地突破了632.8nm紅光下理論衍射極限。
這完全顛覆了光學常識！
常浩南依舊沉默著，手指穩健地操控滑鼠。屏幕上的畫面繼續向下移動：
Group 11， Element 1 (對應解析度約244nm)–清晰！
Group 11， Element 2 (約218nm)–清晰！
Group 11， Element 3 (約194nm)–清晰！
……
欒文杰的心跳隨著每一次畫面切換而加速，呼吸也變得急促起來。
每一次清晰成像的出現，都在無情地衝擊和粉碎著百年光學理論的基石！
畫面再次切換：
Group 11， Element 4–三條亮線依然頑強地保持著可分辨的狀態。
雖然對比度相比前面幾組有所下降，亮線似乎也略微變細，但它們依舊清晰地並列著，中間的黑縫明確存在！
這已經將衍射極限甩開了相當一段距離！
欒文杰感覺自己的情緒似乎被調動了起來，他死死盯著屏幕拳頭不自覺地握緊。
常浩南再次點擊。
畫面切換到了 Group 11， Element 5。
這一次，屏幕上的景象終於發生了變化。
那三條本應清晰獨立的亮線，此刻卻如同被水浸潤的墨跡，邊緣模糊，相互粘連、融合在一起，形成了一片邊界不清的、亮度略高的彌散光斑，再也無法分辨出任何獨立的線條結構！
「看不清了！」幾乎是同一時間欒文杰和栗亞波兩人異口同聲地喊了出來！
脫口而出之後，前者才意識到自己好像有點失態。
但好在這裡也沒外人，所以他很快又重新盯上了眼前的屏幕。
「這個圖案是11組5元素（Group 11， Element 5）！」
他準確地喊出了剛剛變得模糊的那個靶標元素的編號，聲音因為激動而有些變調。
常浩南點點頭，目光鎖定在屏幕上最後那個清晰的圖案上：「沒錯，所以最後一個能清晰分辨的，就是11組4元素。」他隨即轉向栗亞波，「亞波，靶板說明書。」
栗亞波立即把說明手冊翻開，鋪在鍵盤前面。
這本手冊詳細記錄了USAF 1951解析度靶標上每一組、每一個元素對應的精確線寬和解析度數值。
由於11組的元素極其細微，極少在常規測試中使用，其具體數值連常浩南也無法立刻記清。
實驗室里瞬間安靜下來，只剩下幾人略顯粗重的呼吸聲。
所有人的目光都聚焦在常浩南沿著表格不斷移動的指尖上。
沿著目錄快速找到11組，然後順著元素編號向下移動，最終穩穩地停在了一個數字下面：
「Group 11， Element 4…… Resolution：0.173μm…… 173nm。」
173納米！
這個數字如同一個驚雷，在小小的實驗室里轟然炸響！
常浩南抬起頭，目光掃過滿臉震撼的欒文杰和激動得臉頰泛紅的栗亞波，他的聲音平靜，卻蘊含著足以改寫教科書的力量：
「632.8nm波長紅光下的理論衍射極限解析度，按最寬鬆的瑞利判據計算，大約是316nm。按更嚴格的斯派羅判據或實際工程經驗，通常認為在350nm附近。」
他頓了頓，每一個字都擲地有聲：
「而我們觀測到的、最後一個清晰可辨的11組4元素，其對應的解析度是173nm。」
「即使考慮到測試中可能存在的微小誤差，這個結果也明確無誤地表明——」
常浩南的聲音陡然拔高帶著宣告般的穿透力：
「我們成功突破了傳統光學成像系統的阿貝衍射極限！」
(本章完)
「常院士，這是……？」欒文杰環顧四周，有些不解。
相比旁邊關乎國家半導體命脈的光刻機測試，這裡的設備顯得過於「普通」了。
「一項純光學的……原理性驗證實驗。」常浩南言簡意賅，目光落在栗亞波身上，「我們準備了快半年，最近才真正具備了測試條件。」
「純光學？驗證什麼？」欒文杰心中的疑惑更甚。
「很快您就知道了。」常浩南依舊賣了個關子，示意欒文杰耐心觀看，目光也投向了栗亞波的操作。
只見栗亞波最後確認了一下所有光學元件的共軸性，然後極其小心地將一塊巴掌大小、表面布滿極其細微黑白條紋的金屬板插入一個特製的靶標架中，並微調了一下位置和角度。
接著走到控制電腦前，手指在鍵盤上快速敲擊了幾下。
嗡……
一聲輕微的啟動聲，位於平台一端的光源被點亮。
霎時，一束鮮艷奪目的紅色雷射束激射而出，經過擴束準直後變成一道直徑大約幾個毫米的平行紅光，射入中間黑色的遮光罩內。
而當光線從另一端射出時，已經略帶上了一絲難以察覺的模糊感。
最終，這束光線投射在數米開外的精密成像屏上，形成一個邊界柔和的光斑。
「紅光？」欒文杰有些驚愕地低呼出聲，「還是可見光？」
在他的認知里，要突破極限，理應使用波長更短的紫外光甚至極紫外光才對。
常浩南似乎早料到他有此一問，平靜地解釋道：
「我們要測試的，是一個理論上『不可能』被傳統透鏡實現的結果……如果使用波長太短的光，那麼……對測試系統本身的精度和噪聲要求會很高，甚至大概率無法測出有效結果。」
他這邊話音剛落，一直緊盯電腦屏幕的栗亞波已經抬起頭：
「找到了。」
從他的臉上看不出太多情緒，但聲音有些發顫：
「成像清晰！我找到靶標的成像結果了！」
「快！」
常浩南立刻上前幾步，接替栗亞波坐到了顯示器前面。
欒文杰也按捺不住好奇，迅速湊到旁邊。
屏幕上顯示的並非什麼複雜的電路，而是一系列明暗相間、等寬等距的豎條紋圖案。
條紋邊緣銳利，對比度極高。
他快速搜索了一下腦海中的知識，並沒有想起來符合當前場景的答案。
但看著面前師生二人的這副架勢，已經能冥冥中感覺到，眼前這東西恐怕不太尋常。
好在，常浩南並沒有讓對方的疑惑持續太久。
「這是解析度測試靶標的一部分。」他指著屏幕上的豎條紋解釋道，「根據光學成像的瑞利判據，使用波長λ=632.8nm的可見紅光時，一個傳統透鏡的理論解析度極限δ大約是0.61λ/ NA……換算到我們這個系統里，大概是在316nm左右。」
他指著屏幕上最清晰的那組條紋旁邊標註的一組編號：
「您看這裡，第10組第5元素，它對應的線對寬度是308nm……也就是說，對於一塊正常意義上的透鏡而言，在632.8nm波長下，不應該看清楚靶標上第10組第5元素以下的圖案。」
常浩南說到這裡，刻意停頓了一下：
「但是……」
他沒有繼續說下去，而是移動滑鼠，在屏幕上快速搜索著。
很快，光標停留在屏幕靠左側的一個區域。那裡清晰地呈現出一個由三條豎直亮線組成的圖案，亮線之間是等寬的黑線。
這個圖案在屏幕上的標註正是「Group 10， Element 5」！
「嗯？」
欒文杰失聲驚呼，身體不由自主地前傾，幾乎要貼到屏幕上。
瑞利判據是物理學基礎，他剛才已經聽明白了這個測試的意思。
308nm，已經超過，至少是貼近了632.8nm波長所對應的解析度極限
然而，眼前的三條亮線是如此清晰銳利，邊緣平滑，沒有一絲一毫的模糊或彌散感。
根本不像是在逼近理論極限，反而像是在分辨一個遠大於極限的物體！
常浩南臉上依舊保持著那種掌控一切的平靜，沒有立刻解答欒文杰的震驚。
他只是再次移動滑鼠控制著屏幕上的成像區域向下移動。
畫面切換，來到了標註為「Group 10， Element 6」的區域。
這裡的線條圖案更加細密。
然而，圖形中的三條亮線依舊清晰可辨。
其銳利程度與9-5相比，幾乎沒有肉眼可見的衰減！
「10組6元素，對應解析度274nm！」
旁邊的栗亞波適時報出數據。
欒文杰的雙眼已經瞪得溜圓，徹底被眼前的景象所震撼。
274nm！
剛才的結果或許還能用誤差解釋。
但這此，已經明確無誤地突破了632.8nm紅光下理論衍射極限。
這完全顛覆了光學常識！
常浩南依舊沉默著，手指穩健地操控滑鼠。屏幕上的畫面繼續向下移動：
Group 11， Element 1 (對應解析度約244nm)–清晰！
Group 11， Element 2 (約218nm)–清晰！
Group 11， Element 3 (約194nm)–清晰！
……
欒文杰的心跳隨著每一次畫面切換而加速，呼吸也變得急促起來。
每一次清晰成像的出現，都在無情地衝擊和粉碎著百年光學理論的基石！
畫面再次切換：
Group 11， Element 4–三條亮線依然頑強地保持著可分辨的狀態。
雖然對比度相比前面幾組有所下降，亮線似乎也略微變細，但它們依舊清晰地並列著，中間的黑縫明確存在！
這已經將衍射極限甩開了相當一段距離！
欒文杰感覺自己的情緒似乎被調動了起來，他死死盯著屏幕拳頭不自覺地握緊。
常浩南再次點擊。
畫面切換到了 Group 11， Element 5。
這一次，屏幕上的景象終於發生了變化。
那三條本應清晰獨立的亮線，此刻卻如同被水浸潤的墨跡，邊緣模糊，相互粘連、融合在一起，形成了一片邊界不清的、亮度略高的彌散光斑，再也無法分辨出任何獨立的線條結構！
「看不清了！」幾乎是同一時間欒文杰和栗亞波兩人異口同聲地喊了出來！
脫口而出之後，前者才意識到自己好像有點失態。
但好在這裡也沒外人，所以他很快又重新盯上了眼前的屏幕。
「這個圖案是11組5元素（Group 11， Element 5）！」
他準確地喊出了剛剛變得模糊的那個靶標元素的編號，聲音因為激動而有些變調。
常浩南點點頭，目光鎖定在屏幕上最後那個清晰的圖案上：「沒錯，所以最後一個能清晰分辨的，就是11組4元素。」他隨即轉向栗亞波，「亞波，靶板說明書。」
栗亞波立即把說明手冊翻開，鋪在鍵盤前面。
這本手冊詳細記錄了USAF 1951解析度靶標上每一組、每一個元素對應的精確線寬和解析度數值。
由於11組的元素極其細微，極少在常規測試中使用，其具體數值連常浩南也無法立刻記清。
實驗室里瞬間安靜下來，只剩下幾人略顯粗重的呼吸聲。
所有人的目光都聚焦在常浩南沿著表格不斷移動的指尖上。
沿著目錄快速找到11組，然後順著元素編號向下移動，最終穩穩地停在了一個數字下面：
「Group 11， Element 4…… Resolution：0.173μm…… 173nm。」
173納米！
這個數字如同一個驚雷，在小小的實驗室里轟然炸響！
常浩南抬起頭，目光掃過滿臉震撼的欒文杰和激動得臉頰泛紅的栗亞波，他的聲音平靜，卻蘊含著足以改寫教科書的力量：
「632.8nm波長紅光下的理論衍射極限解析度，按最寬鬆的瑞利判據計算，大約是316nm。按更嚴格的斯派羅判據或實際工程經驗，通常認為在350nm附近。」
他頓了頓，每一個字都擲地有聲：
「而我們觀測到的、最後一個清晰可辨的11組4元素，其對應的解析度是173nm。」
「即使考慮到測試中可能存在的微小誤差，這個結果也明確無誤地表明——」
常浩南的聲音陡然拔高帶著宣告般的穿透力：
「我們成功突破了傳統光學成像系統的阿貝衍射極限！」
(本章完)