学霸的军工科研系统 学霸的军工科研系统 第1445节

  “一项纯光学的……原理性验证实验。”常浩南言简意赅，目光落在栗亚波身上，“我们准备了快半年，最近才真正具备了测试条件。”

  “纯光学？验证什么？”栾文杰心中的疑惑更甚。

  “很快您就知道了。”常浩南依旧卖了个关子，示意栾文杰耐心观看，目光也投向了栗亚波的操作。

  只见栗亚波最后确认了一下所有光学元件的共轴性，然后极其小心地将一块巴掌大小、表面布满极其细微黑白条纹的金属板插入一个特制的靶标架中，并微调了一下位置和角度。

  接着走到控制电脑前，手指在键盘上快速敲击了几下。

  嗡……

  一声轻微的启动声，位于平台一端的光源被点亮。

  霎时，一束鲜艳夺目的红色激光束激射而出，经过扩束准直后变成一道直径大约几个毫米的平行红光，射入中间黑色的遮光罩内。

  而当光线从另一端射出时，已经略带上了一丝难以察觉的模糊感。

  最终，这束光线投射在数米开外的精密成像屏上，形成一个边界柔和的光斑。

  “红光？”栾文杰有些惊愕地低呼出声，“还是可见光？”

  在他的认知里，要突破极限，理应使用波长更短的紫外光甚至极紫外光才对。

  常浩南似乎早料到他有此一问，平静地解释道：

  “我们要测试的，是一个理论上‘不可能’被传统透镜实现的结果……如果使用波长太短的光，那么……对测试系统本身的精度和噪声要求会很高，甚至大概率无法测出有效结果。”

  他这边话音刚落，一直紧盯电脑屏幕的栗亚波已经抬起头：

  “找到了。”

  从他的脸上看不出太多情绪，但声音有些发颤：

  “成像清晰！我找到靶标的成像结果了！”

  “快！”

  常浩南立刻上前几步，接替栗亚波坐到了显示器前面。

  栾文杰也按捺不住好奇，迅速凑到旁边。

  屏幕上显示的并非什么复杂的电路，而是一系列明暗相间、等宽等距的竖条纹图案。

  条纹边缘锐利，对比度极高。

  他快速搜索了一下脑海中的知识，并没有想起来符合当前场景的答案。

  但看着面前师生二人的这副架势，已经能冥冥中感觉到，眼前这东西恐怕不太寻常。

  好在，常浩南并没有让对方的疑惑持续太久。

  “这是分辨率测试靶标的一部分。”他指着屏幕上的竖条纹解释道，“根据光学成像的瑞利判据，使用波长λ=632.8nm的可见红光时，一个传统透镜的理论分辨率极限δ大约是0.61λ/ na……换算到我们这个系统里，大概是在316nm左右。”

  他指着屏幕上最清晰的那组条纹旁边标注的一组编号：

  “您看这里，第10组第5元素，它对应的线对宽度是308nm……也就是说，对于一块正常意义上的透镜而言，在632.8nm波长下，不应该看清楚靶标上第10组第5元素以下的图案。”

  常浩南说到这里，刻意停顿了一下：

  “但是……”

  他没有继续说下去，而是移动鼠标，在屏幕上快速搜索着。

  很快，光标停留在屏幕靠左侧的一个区域。那里清晰地呈现出一个由三条竖直亮线组成的图案，亮线之间是等宽的黑线。

  这个图案在屏幕上的标注正是“group 10， element 5”！

  “嗯？”

  栾文杰失声惊呼，身体不由自主地前倾，几乎要贴到屏幕上。

  瑞利判据是物理学基础，他刚才已经听明白了这个测试的意思。

  308nm，已经超过，至少是贴近了632.8nm波长所对应的分辨率极限

  然而，眼前的三条亮线是如此清晰锐利，边缘平滑，没有一丝一毫的模糊或弥散感。

  根本不像是在逼近理论极限，反而像是在分辨一个远大于极限的物体！

  常浩南脸上依旧保持着那种掌控一切的平静，没有立刻解答栾文杰的震惊。

  他只是再次移动鼠标控制着屏幕上的成像区域向下移动。

  画面切换，来到了标注为“group 10， element 6”的区域。

  这里的线条图案更加细密。

  然而，图形中的三条亮线依旧清晰可辨。

  其锐利程度与9-5相比，几乎没有肉眼可见的衰减！

  “10组6元素，对应分辨率274nm！”

  旁边的栗亚波适时报出数据。

  栾文杰的双眼已经瞪得溜圆，彻底被眼前的景象所震撼。

  274nm！

  刚才的结果或许还能用误差解释。

  但这此，已经明确无误地突破了632.8nm红光下理论衍射极限。

  这完全颠覆了光学常识！

  常浩南依旧沉默着，手指稳健地操控鼠标。屏幕上的画面继续向下移动：

  group 11， element 1 （对应分辨率约244nm）–清晰！

  group 11， element 2 （约218nm）–清晰！

  group 11， element 3 （约194nm）–清晰！

  ……

  栾文杰的心跳随着每一次画面切换而加速，呼吸也变得急促起来。

  每一次清晰成像的出现，都在无情地冲击和粉碎着百年光学理论的基石！

  画面再次切换：

  group 11， element 4–三条亮线依然顽强地保持着可分辨的状态。

  虽然对比度相比前面几组有所下降，亮线似乎也略微变细，但它们依旧清晰地并列着，中间的黑缝明确存在！

  这已经将衍射极限甩开了相当一段距离！

  栾文杰感觉自己的情绪似乎被调动了起来，他死死盯着屏幕拳头不自觉地握紧。

  常浩南再次点击。

  画面切换到了 group 11， element 5。

  这一次，屏幕上的景象终于发生了变化。

  那三条本应清晰独立的亮线，此刻却如同被水浸润的墨迹，边缘模糊，相互粘连、融合在一起，形成了一片边界不清的、亮度略高的弥散光斑，再也无法分辨出任何独立的线条结构！

  “看不清了！”几乎是同一时间栾文杰和栗亚波两人异口同声地喊了出来！

  脱口而出之后，前者才意识到自己好像有点失态。

  但好在这里也没外人，所以他很快又重新盯上了眼前的屏幕。

  “这个图案是11组5元素（group 11， element 5）！”

  他准确地喊出了刚刚变得模糊的那个靶标元素的编号，声音因为激动而有些变调。

  常浩南点点头，目光锁定在屏幕上最后那个清晰的图案上：“没错，所以最后一个能清晰分辨的，就是11组4元素。”他随即转向栗亚波，“亚波，靶板说明书。”

  栗亚波立即把说明手册翻开，铺在键盘前面。

  这本手册详细记录了usaf 1951分辨率靶标上每一组、每一个元素对应的精确线宽和分辨率数值。

  由于11组的元素极其细微，极少在常规测试中使用，其具体数值连常浩南也无法立刻记清。

  实验室里瞬间安静下来，只剩下几人略显粗重的呼吸声。

  所有人的目光都聚焦在常浩南沿着表格不断移动的指尖上。

  沿着目录快速找到11组，然后顺着元素编号向下移动，最终稳稳地停在了一个数字下面：

  “group 11， element 4…… resolution：0.173μm…… 173nm。”

  173纳米！

  这个数字如同一个惊雷，在小小的实验室里轰然炸响！

  常浩南抬起头，目光扫过满脸震撼的栾文杰和激动得脸颊泛红的栗亚波，他的声音平静，却蕴含着足以改写教科书的力量：

  “632.8nm波长红光下的理论衍射极限分辨率，按最宽松的瑞利判据计算，大约是316nm。按更严格的斯派罗判据或实际工程经验，通常认为在350nm附近。”

  他顿了顿，每一个字都掷地有声：

  “而我们观测到的、最后一个清晰可辨的11组4元素，其对应的分辨率是173nm。”

  “即使考虑到测试中可能存在的微小误差，这个结果也明确无误地表明——”

  常浩南的声音陡然拔高带着宣告般的穿透力：

  “我们成功突破了传统光学成像系统的阿贝衍射极限！”

  第1624章 超分辨率光刻

  栾文杰的视线凝固在屏幕上最后那个清晰的“group 11， element 4”标识上，仿佛时间都要凝滞了。

  173nm——

  短暂的兴奋尽头过去之后，他不由得开始思考起这个数字背后的深层含义。

  衍射极限，是光学系统中由电磁波衍射效应形成的分辨率理论上限，是光的波粒二象性的延伸。

  如果往大了说，甚至可以算是现代物理学、乃至现代科学的基石之一。