第604章 把光打个结(1/2)
浙江杭州,西湖大学。
这里是中国新型研究型大学的代表,虽然校园不大,但藏龙卧虎。
林远和顾盼走进了一间看似普通的实验室。门口挂着个牌子:“拓扑光子学研究中心”。
推开门,里面黑漆漆的。
只有几束绿色的激光,在空气中交织成一张复杂的网。
一个穿着拖鞋、头发乱得像鸡窝的年轻人,正蹲在地上,盯着一束光发呆。
他叫楚风。
天才,疯子,光子学界的“魔术师”。
“楚博士,”林远喊了一声。
楚风没理他,手里拿着一面小镜子,挡在光路上,让光折射了一个角度。
“不对……还是漏了。”楚风喃喃自语,“这弯转得太急,光子全甩出去了。”
“楚博士,我是江南之芯的林远。”
“没空。”楚风头也不回,“我在解题。别拿凡人的事来烦我。”
顾盼有点生气:“嘿,你这人……”
林远拦住顾盼,走到楚风身边,蹲下,看着那束光。
“你想让光转个90度的直角弯,而且一点能量都不损耗?”
楚风终于转过头,看了林远一眼,眼神像看白痴。
“废话。芯片要做小,光路就得折叠。现在的光子芯片,为了让光拐弯,得画一个很大的弧线。这太占地方了。”
“我想让它像电路一样,直角转弯。但这违背物理常识。”
“光是有惯性的。你硬让它拐弯,它就撞墙,散了。”
“除非……”
“除非什么?”林远问。
“除非你能给光修一条带有护栏的高速公路。”
楚风在地上画了个图。
“拓扑保护。”
“简单说,就是造一种特殊的材料结构。这种结构,对光来说,只有一条路可走。”
“哪怕路是弯的,是打结的,甚至是断的。”
“光也只能沿着这条路跑,绝对跑不出去!”
“就像高速公路上的护栏,把车死死挡在路中间!”
“那你造出来了吗?”林远问。
“没。”楚风把手里的镜子一扔,一脸颓废。
“理论我有。但是,造不出来。”
“为什么?”
“因为路不平。”
实验室,显微镜下。
楚风指着一块废弃的芯片样品。
“你看这条光路。”
那是在硅片上刻出来的一条沟槽,宽只有几百纳米。
肉眼看,它直得像尺子画的,边缘光滑如镜。
但是,在电子显微镜下。
那沟槽的边缘,就像是锯齿。
坑坑洼洼,凹凸不平。
“这就是问题。”楚风叹气。
“我们要利用拓扑效应锁住光,要求结构的精度必须达到原子级。”
“哪怕边缘有一个原子的突起,光撞上去,就会发生散射。”
“对于光来说,这些微小的锯齿,就是路上的巨石。”
“光在里面跑,一路磕磕碰碰。”
“还没拐弯呢,能量就撞没了。”
“这是加工精度的死结。”
“现在的光刻机和刻蚀机,虽然能刻出5纳米的线,但刻出来的边缘,总是毛毛糙糙的。”
“就像是用大斧头去削铅笔,怎么可能削得光滑?”
死局。
理论是完美的,但手艺跟不上。
林远看着那条“锯齿路”。
“既然刻不平……”
“那我们就抹平它。”
“抹平?”楚风愣了,“拿砂纸磨?这可是纳米级的沟,砂纸伸不进去。”
“不用砂纸。”
林远想起了之前在江钢修补压缩机叶轮,还有在电池厂做涂层的经验。
“楚博士,你装修过房子吗?”
“没。”
“墙上如果有坑,怎么弄平?”
“刮腻子。”
“对!”林远眼睛一亮。
“我们给这条光路,刮一层原子腻子。”
“找一种特殊的材料。”
“把它变成气体,或者是极稀的液体。”
“让它流进那条沟里。”
“它会自动填满那些坑坑洼洼的地方。”
“等它干了,路不就平了吗?”
楚风皱眉:“可是,填进去的东西,得跟原来的材料光学性质一样啊!折射率得一致,否则光照样会散射。”
“那就用同一种材料。”
林远看向王海冰。
“我们现在的波导是硅做的。”
“那我们就用非晶硅来填坑!”
“用原子层沉积技术!”
“但这有个问题,”王海冰提醒道,“ALD是均匀生长的。它会在凸起的地方长,也会在凹进去的地方长。”
“最后长出来,还是不平的。”
“就像你在波浪地上铺地毯,铺完了还是波浪。”
林远沉默了。
确实,ALD是保形的。它不会自动填坑。
“那我们就让它流起来。”
“流?”
“对。”
林远眼中闪过一丝疯狂。
“我们用激光回流。”
“先把非晶硅铺上去。”
“然后,用一束极细的、能量极高的激光,扫过边缘。”
“让那层非晶硅,瞬间熔化!”
“变成液体!”
“液体有表面张力。”
“在张力的作用下,它会自动收缩,把凸起拉平,把凹坑填满!”
“就像水流过沙地,自动变平一样!”
楚风听得目瞪口呆。
“在纳米尺度上搞熔化回流?这控制难度太大了!温度稍微高一点,整个芯片结构就塌了!”
“我们有盘古。”林远自信地说。
“让AI去控制激光的功率和路径。”
“在0.001秒内,完成熔化和冷却。”
“只烫皮,不伤骨!”
江州,PFL实验室。
楚风带着他的理论,加入了林远的团队。
设备搭建好了。
一台高精度的飞秒激光器,对准了芯片上的光路边缘。
“开始!”
激光像手术刀一样,在只有几百纳米宽的边缘上划过。
“滋”
没有声音,只有显微镜下的图像在变。
原本锯齿状的边缘,在激光扫过的一瞬间,变得模糊、圆润。
就像被火烤过的蜡烛边缘。
“停!”
激光熄灭。
冷却。
再看显微镜。
“平了!”顾盼惊呼。
那条原本像锯齿一样的线,现在变成了一条完美的直线。
粗糙度:0.1纳米。
比镜子还平!
“神乎其技……”楚风看着屏幕,手都在抖。
“这简直是原子级抛光。”
“有了这条路,我的光,就能跑起来了!”
路修平了。
接下来,就是见证奇迹的时刻。
楚风设计了一个极其复杂的“光子迷宫”。
在一个指甲盖大小的芯片上,光路折叠了一千次。
全是直角弯。
如果用以前的技术,光转两个弯就没影了。
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