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吴明翰也兴奋地搓着手:
“难怪常院士您那天提到镥铝石榴石呢……有这么一种材料,解决色差和像差问题的难度大大降低!”
而张汝宁则已经想到了更上一层:
“不不不,不光是色差和像差的问题……”
他伸手沾了点水,在茶几上比划着:“还能简化光刻机物镜组的复杂程度,给整个物镜组的孔径角留出提升空间……这样就只需要解决一个光路遮挡问题……”
他的思路越来清晰,人也越说越激动,甚至有些坐不住了。
仿佛下一秒就要起身冲回长光开始画设计图。
不过,常浩南却没有着急。
还抛出了下一个关键点。
“张研究员,您刚才提到的折反式系统设计中,除了色差和像差,似乎还有一个核心难题?”
张汝宁立刻点头,眉头微蹙:“是的。那就是光路遮挡问题。”
他拿起笔,在便签纸上快勾勒出三组简化的折反式物镜示意图。
“在折反系统中,我们使用反射镜来折叠光路,缩小系统体积。”
他指着草图上的反射镜位置:
“对于反射镜而言光线越接近垂直入射就越有利于图像校准,但完全垂直的入射光又必然导致两个反射镜之间遮拦成像光束,这是一个根本性的矛盾。”
张汝宁在代表光束的线条上画了个叉。
“为了解决这个问题,目前的主流方案,是采用离轴非对称的视场设计。”
“简单说,就是让光束不是对称地通过系统中心,而是偏心地、非对称地通过。”
“同时,增加反射镜之间的距离,为光束留出通过的空间。”
他在草图上示意了光束的偏转路径和反射镜之间拉开的距离。
“但这又带来了新的问题:非对称视场会导致系统像差,尤其是彗差和像散急剧增大,校正极其困难。”
“同时增加镜间距也会导致系统体积增大,失去折反系统‘紧凑’的优势,很难找到一个完美的平衡点。”
张汝宁放下笔,语气带着一丝无奈:
“这也是折反式物镜设计的核心瓶颈之一。”
他看向常浩南,想听听对方有何高见。
和半个小时的心态已经截然不同。
常浩南没有立刻回答,而是拿起那张草图,仔细端详了片刻。
“刚才你们看到的ga-ge(ooo1)材料,除了具有负折射率的特性之外,还有另一个非常重要的性质。”
他手指轻轻点在那片代表负折射材料的“透镜”位置上:
“它是一种高度各向异性的材料……主要体现在它对不同偏振方向、不同入射角度光线的透明度上。”
说到这里,常浩南也觉得有点戏剧性。
当初之所以把这东西弄成各向异性的,纯粹是无奈之举。
因为各向同性的负折射率材料实在做不到透明。
结果,反而派上了用场。
“也就是说通过控制其晶向和表面处理……”
他还在组织语言的时候,张汝宁已经想到了后面的内容:
“有可能让同一块镜片对某些范围入射的光线进行折射,而对另外一个范围入射的光线进行反射?”
跟聪明的内行说话就是省事。
常浩南直接点头:“就是这样。”
张汝宁的声音已经有些颤抖:“所以……我们可以设计一种……混合元件?”
“它既能在某些区域充当负折射透镜,又能在其他区域充当反射镜?甚至诱导全内反射来改变光路方向?”
“而且这一切,是可以通过材料的本征特性和设计来实现的?”
其实他基本确定自己的思路没错。
但这一切实在过于美好,以至于根本就不像是真的。
如果真能实现,就不仅仅是简化设计,而是完全跳出传统折反和折射系统的框架,几乎重构了物镜组的实现方式!
“我现在脑子有点乱……”张汝宁揉了揉额角,“但从我的经验判断,如果引入这种材料,那么折反系统的设计难度……大概能降低到和全折射系统类似的水平。”
他深吸一口气,压下心中的激动,看向常浩南的目光充满了前所未有的郑重和敬佩。
“常院士,我收回之前所有的疑虑。”
“您带来的,不仅仅是新材料,更是一种颠覆性的光学设计哲学!”
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