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作者:約翰留著長長的鬍子
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第五卷 急行軍 第91章 激光平面干涉測量儀

第五卷 急行軍

第91章 激光平面干涉測量儀

監視器上顯示出了亮亮的圓斑,中間有一些條紋,上面的文字說明也載入上了:
「如果不包括顯示器,那可能都不用雨傘這麼大的面積。」
黃坤卻想的是另一件事:「等一下我們去太陽底下再試試功率,強光手電筒的光強其實比太陽還差得很遠呢。」
只要一提到可以省銅,從中央到地方都是兩眼放光,工作效率高得爆表,況且光纖就算用現在的成本標準,也比一大捆銅纜線要便宜。於是,還沒等唐華提出「計算機信息高速公路」的概念,光纖工程先在郵電部門轟轟烈烈地鋪開了。
唐華:「照相機的核心器件是鏡頭,你們把這個東西做出來,做好了,那就是全國照相機攝像機產業最不可替代的龍頭。」
「長光為光刻機系統生產至關重要的零件。你們生產產品的工藝標準,可以說在很大程度上決定了光刻機所能達到的工藝天花板,也就決定了我們的計算機系統有多先進。」
「這是激光平面干涉儀的主機,包含高精機械調節架、氦氖激光電源、倍率成像測微系統。這是透檢工作台、這是300毫米的光學平面樣板。」
等著吧,CCD已經在規劃了。
光纖廠第一車間(一號塔)投產兩個多月了,現在光纖通信線的搭建有點瘋狂。去年吉林就申請修建一條更長的光纖通信線路:從長春到吉林的光纖。之前長春市郵電局到長春機場的線路才20公里,太短了。
……
七車間就是生產光刻機光學系統的地方。
「現在昆明光學儀器廠已經完成改建投產,昆光以後會重點放在軍用普通型望遠鏡的生產,畢竟這個技術含量是稍微差一點兒。」
「我看看啊,電路貼合上的太陽能電池只有這三塊,三小塊就把這個燈泡點亮起來了,如果是巴掌大的太陽能電池,那可能就能點亮屋子裡的燈泡了。」王大衍說。
「激光平面干涉儀是一種非接觸式、高精度無損光學表面測量設備。它基於菲索干涉也就是移相干涉原理,m•hetubook.com.com通過分析干涉條紋來確定光學表面面形。」
拋光粉首先要求是顆粒度絕對均勻,硬度要稍大於被拋光材料的硬度。光刻機光學鏡頭用的是質地較硬的玻璃,拋光粉得用氧化鈰材質,直徑略粗。
唐華現場向總工、車間主任、技工們講解激光平面干涉儀的原理和結構。
唐華:「這一台激光平面干涉儀,它的理論測量精度是0.05微米,50納米。當然你們初使用時可能無法完全發揮它的效用,但如果熟練掌握了干涉儀和分析計算機的使用技巧,並對拋光工藝流程也做一些調整,那麼是可以達到這個目標的,而且加工鏡片的速度也會明顯加快。」
到今天為止,長春到吉林的光纖已經鋪好了……
「激光平面干涉儀可以用於高精度的平面面形、球面面形曲率半徑測量和分析。可以做平面楔角測量,也就是給直角稜鏡測量直角偏差。其實它也能測量任意角度的加工偏差。還可以做光學材料均勻性測量,角錐角度和面形偏差測量……其實你們廠特別是七車間很多地方都能用到它,你們看到的是第一台產品,接下來蘇州方面會有十幾台干涉儀往長春送。」
「七車間使用的拋光粉規格在全廠最高,我們是在今年2月才做出來的,此前直到1955年1月,我們都在用蘇聯進口的氧化鈰拋光粉。」
因此不得不把車間做成絕對無塵的潔凈環境。灰塵、煙霧、頭皮屑甚至口水都有可能報廢已加工了幾個小時的高精密拋光面。
三人進入無塵精拋室,新設備也帶進來了,唐華和王大衍一人拉一個小車往車間的工作位走。
唐華:「半導體技術以後還有更神奇的應用。」
長光,第七光學鏡片車間。
精磨完畢的鏡片只完成了工作量的15%~20%,之後是拋光-清洗,循環數次。磨邊、鍍膜、有的鏡片組合需要在車間膠合。
……
……
「這是計算機工作台,有一台工業計算機、和-圖-書一台影像系統和一台14寸的顯示監控系統。」
這個無塵精拋室裏面,鏡面加工的精度要求是1微米。
唐華:「我們繞到後面去看第二座塔的工地。」
王大衍遠在長春專攻光電儀器,對X小組鼓搗的最新種類的晶元不是特別熟悉。
……
王大衍、黃坤倒是對生產出來的光伏電池嘖嘖稱讚。
長光分出去兩個廠,但本部還是有很多業務,這兩年不斷招募中專和大學生,人才梯度非常完整。
唐華:「現在北京、上海、天津都在做相機,但這三個城市的照相機廠都是用的進口光學鏡頭。天津、北京用蘇聯鏡頭,上海照相機廠甚至用原裝的美國鏡頭組。以後長光會是這幾個照相機廠的鏡片、鏡頭組供貨商,整個相機長春不做,但是單個的鏡頭,長光未來是要做的。」
「這個可是神器!」從無塵精拋室出來,總工頭還是暈乎乎的,不是因為無法理解干涉儀的原理,而是太興奮血壓升高鬧的。「有了它,一微米算什麼呀。」
而且,玻璃表面的拋光不只用拋光粉一種原料,還有一種原料叫做拋光膠。玻璃表面的加工,先上拋光粉,再上拋光膠。
「換句話說,我們的計算機系統的技術進步或者技術革命,必須建立在長光、長光七車間的技術進步、技術革命之上。」
用光伏半導體來測試非接觸式掩膜光刻機的底板(掩膜)壽命確實非常快捷。
除了顆粒度絕對均勻,還要求無雜質,具有一定的晶格形態及缺陷,有適當的自銳性。
「明白了,唐部長。」
……
底板和矽片/光刻膠直接接觸,無論怎樣輕拿輕放,磨損和污染都是不可避免的。大概從第40片開始,底板圖案出現破損,光刻膠曬出的圖案就出現瑕疵,出產的晶元良品率逐漸下降。第200片是個臨界點,再繼續使用這個底板,良品率已經低到不划算的地步,這塊底板就該報廢,該換一塊新的了。
王大衍:「我也不想進去了。現在一切運行得很和*圖*書好,我也沒覺得有什麼需要改進的。」
這就對上以前的理論計算了。當然非接觸式光刻機的底板壽命也不是無限的,在長時間強激光烘烤下會慢慢老化變脆,但畢竟比物理磨損要輕多了。理論估算的底板壽命是2500片以上,才刻了200片,當然基本上不會有良品率下降的趨勢。
M1和M2是兩個波面,一個入射波一個反射波。它們之間存在一個楔角,當兩個波面疊加相干時,會得到幾個等間距的平行直線干涉條紋。如果被檢平面存在曲率,反射波M2就會產生一些偏離,這時候它與入射波M1的干涉條紋就彎了。
長光加工光刻機鏡片,第一次用松香拋光膠,精度不達標,失敗。現在換上的是瀝青-松香混合拋光膠。
「光學儀器生產廠為計算機產業提供了工作母機,相應地,計算機產業也能反過來支持光學儀器廠,幫助你們技術進步、技術革命。這算是反哺,也算是產業技術進步的大迴旋。」
「好在當今工業體系的每一個類別每一個部門相互之間都是有聯繫的。就像我剛才說的,光學儀器生產廠和計算機產業已經產生了聯繫,但我要強調的是,光學儀器和計算機產業的聯繫不是單向的,而是雙向的。」
總工:「這就是反哺,我總算是明白了。」
「長光的新任務,是製造照相機和電影攝像機的光學鏡片。」
到了精拋室的拋光工位,唐華和王大衍將小車停下來,整理兩台小車上放置的設備:
鏡片粗坯在這裏先做銑磨,這其實就是粗磨,將鏡片表面加工成差不多需要的模樣,然後精磨固定R值。
「唐部長,那個,除了做光學鏡片組,我們長光還可以開一個照相機分廠,生產照相機,然後還有電影攝像機……長春電影製片廠不就正在我們這兒嗎。」
在加工光刻機鏡片時,俗稱「紅粉」的氧化鐵拋光粉就不能滿足要求了,從1952年到1955年,長光還分出一組人去研製氧化鈰拋光粉,三年乃和*圖*書成。
說是一個車間,其實是一個20x60米的大廠房,中間還被分隔成很多個工作區。
長春光學儀器廠。
第一台非接觸式光刻機昨天試運行時的工藝製程是10微米,和現在北京、上海的上一代生產線一樣,不過這台光刻機還有提升的潛力,或許可支持7微米甚至5微米製程。
七車間的盡頭,也是整個光學系統製造車間最高技術含量的地方,無塵精拋室。
……
不是計算機數據通信網,而是電話和有線電報的綜合通信線路,電報信號和電話語音在經過數據機後送入光纖傳輸,一條光纖可同時接通幾百路電話,比銅纜線強無數倍。長春到吉林的長途電話、電報通信需求很高,畢竟工業化程度較高的城市。如果在這100公里鋪上光纖通信線,立刻就可以省掉一百多噸的電纜。
激光平面干涉測量儀。
唐華對總工說話。
干涉儀在鏡片表面上掃過去,亮亮的圓斑的條紋顯示出鏡面的曲率。掃了沒多久,鏡面的瑕疵就被找到了:圓斑的條紋不是直的也不是圓弧,而是抖了一抖。
幾個人在唐華的指揮下一起動手,將拋光車間工位上原來的光點目視量具、微米級螺旋測量尺拆到一邊,組裝激光平面干涉儀。
「做一塊雨傘這麼大的太陽能電池,會不會連計算機都可以運行起來?」
在光纖廠的光纖拉制塔外邊,唐華對王大衍說。
「這個車間進去也是要脫鞋脫衣服的吧?老王,不如我們就在外面看看,不進去算了。」
M1;M2。
這一天的試生產一共刻了200片單晶硅。在北京和上海的直接接觸式掩膜光刻機,底板壽命就是200次。
正在加工的鏡片固定在該固定的地方,側准,打開激光平面干涉儀。
「我出差前在北京看到一份日本報紙,」唐華說,「那個日本作者說,小道消息顯示美國計算機的技術突破是來自於諜報收穫,技術原出處是中國。這個日本人的小道消息很準確嘛。但接下來的文字有一條他說https://m.hetubook.com.com錯了。他說美國計算機的技術來自中國,中國計算機的技術根基在上海。他錯了,長春才是計算機技術的根基所在。」
在長春到吉林的光纖正在鋪設時,兩條半新的光纖線路也規劃完畢:北京-天津-唐山-瀋陽-長春-哈爾濱是一條,從瀋陽到大連的支線算半條。北京-濟南-南京-上海是另一條。
廠長對長光總是接到各種匪夷所思的新任務已經很習慣了。總工甚至已經躍躍欲試,並問了一句:
在這裏,唐華、王大衍、總工先去更衣室,換衣服換鞋、清潔全身、戴泳帽、戴口罩,就跟在隔壁光刻機工廠進入生產線時一樣。
「拋光粉這個小輔料也確實不簡單,我們1952年開始做的時候低估拋光粉的重要性了,」總工說,「第一批生產的拋光粉並不好用,磨壞了一批鏡片,還好只是蘇六的鏡片。」
唐華在長光見到了廠長、總工和副總工。
再繼續掃下去,監視器上讀出了這個鏡片曲率的總讀數,這個數字可以與設計鏡片時的理論數值做對比,看看還有沒有什麼應該做大調整的。
「不過,蘇六蘇八還是留一個小車間保持低量生產,老帶新,做一些望遠鏡,就當是給新入職的工人長長手藝。」
但是製作一塊底板的價格可不便宜……
去年製造的試驗光學系統用了半年時間,之後長光對工藝流程熟悉了、工人也熟練了,再加上兩組人齊頭並進,現在平均75天就可以生產一套光學系統。
這電纜可都是銅啊。
「我看看,上一工序結束后,剛才你們記錄的鏡面讀數是多少……就拿這個做參照吧。」
長春的這條生產線,第200片單晶硅的良品率和第1片並沒有什麼明顯變化。把每片單晶硅的良品率做成表格,第20片有一個小高點,第110片也有個小高點,但整個函數曲線很平緩。
王大衍這時候還是圍著光伏半導體的矽片研究:「矽片能做成處理器,能當易失內存,能當存儲器,還能變成太陽能電池,真的很神奇。」
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