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第426章 深紫深渊
    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193nm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193nm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193nm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。Veeco和oxford Instruments,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tdmAt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-beam + ALd复合工艺的镜片下线了。

    上机测试。

    激光器启动。波长193nm,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2.5。”

    “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193nm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193nm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:100 topS。

    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。”