京城，西郊，IHEP高能物理研究所。
這裏的地下，執行著中國第一台正負電子對撞機BEPC。
在一間堆滿了圖紙和磁帶的檔案室裡，林遠見到了丁院士。他是中國加速器物理的泰鬥，也是S**BSteady-stateMicrobunching，穩態微聚束理論的堅定支援者。
“林遠，你想造工廠裡的光源？”丁院士看著林遠的方案，摘下眼鏡，擦了擦。
“是的。KBBF晶體產能太低，一年長不出幾塊。我需要一種能無限量產、波長可調、功率巨大的深紫外光源。”
“S**B是唯一的路。”丁院士指著牆上的原理圖。
“傳統的同步輻射光源，電子是隨機分佈的，發出的光是非相乾的，功率低。而自由電子鐳射FEL，電子是一次性通過，光強但不可持續。”
“S**B結合了兩者。它利用鐳射對電子束進行調製，把連續的電子流，切成一個個微小的電子束團。”
“這些束團的長度，正好是光波長193nm或13.5nm的整數倍。”
“當它們通過磁場時，所有電子同相位輻射，光強是傳統光源的一億倍！”
“理論很完美。”丁院士嘆了口氣，“但工程是地獄。”
“清華大學和我們在德國的MLS儲存環上做過驗證實驗，證明瞭原理。但要變成工業裝置，有三座大山。”
第一座山，超導高頻腔SRFCavity的加工精度。
第二座山，電子束流的“發射度Emittance”保持。
第三座山，低溫係統的工業化整合。
“隻要有一座翻不過去，這就是個隻會燒錢的鐵疙瘩。”
江州，特種裝備製造車間。
林遠沒有被嚇退。他把丁院士團隊請到了江州，並調集了江鋼最頂尖的焊接工人和機械師。
擺在他們麵前的，是製造加速器的核心心臟超導高頻腔。
它由高純鈮製成，形狀像一串糖葫蘆。電子在裏麵被微波電場加速，獲得能量。
“鈮材純度要求：RRR剩餘電阻率比＞300。”王海冰拿著檢測報告，“我們從寧夏東方鉭業搞到了材料，純度沒問題。”
“問題是焊接。”
“超導腔由兩個半杯形狀的鈮板衝壓而成，然後對焊。”
“焊縫必須平整到微米級。任何微小的焊瘤、氣孔，在低溫超導狀態下，都會成為發熱點，導致超導失超，整個係統瞬間癱瘓。”
“我們試了電子束焊接EBW。”王海冰指著廢品區的一堆銀色金屬，“焊縫內表麵總是有微小的凸起。”
“用機械打磨？”林遠問。
“不行。鈮太軟，機械打磨會嵌入雜質。”
“那就用電化學拋光。”
丁院士給出了方案。
“氫氟酸 硫酸，比例1:9。通電，讓鈮表麵原子溶解。”
“但是，這對流場控製要求極高。如果酸液流動不均勻，表麵就會出現橘皮。”
一套全封閉的自動EP拋光機被搭建起來。
劇毒的混酸在管道中迴圈。
“電流密度：50mA/cm2。”
“溫度：30度。”
“流速：5m/s。”
第一次嘗試。
失敗。表麵粗糙度Ra=200nm。不合格要求＜100nm。
“原因找到了。”汪韜分析了流體模型，“腔體是曲麵，陰極棒是直的。導致各處電場分佈不均。”
“我們需要仿形陰極。”
“設計一個形狀和腔體完全匹配的陰極棒！而且要能旋轉！”
一週後。
改進後的陰極投入使用。
拋光結束。
內表麵光亮如鏡。
Ra=50nm。
“合格了！”
腔體造好了，接下來是往裏麵注入電子。
這需要一個光陰極電子槍。
用鐳射轟擊光陰極材料如砷化鎵，打出電子。
“林董，出問題了。”李振聲教授看著示波器上的波形，眉頭緊鎖。
“電子束的發射度太大了。”
“什麼意思？”
“簡單說，就是電子隊伍散了。”
“電子帶負電。當一團高密度的電子被打出來時，它們之間有巨大的庫侖斥力。”
“這會導致電子團在飛行過程中迅速膨脹、發散。”
“如果電子團散了，就無法在S**B環裡形成微聚束，也就發不出相乾光。”
“我們需要把它們壓回去。”
“怎麼壓？”
“用磁場。”李振聲在白板上畫了一個複雜的磁路圖。
“螺線管透鏡。”
“在電子槍出口，加一個強磁場，把發散的電子束聚焦。”
“但是，這裏有一個矛盾。”
“要聚焦，磁場就要強。磁場強了，又會引入像差。”
“這就像相機的鏡頭，光圈大了，邊緣就會模糊。”
“我們需要一個完美的磁場分佈。”
解決方案：
林遠看向了漢斯。
“漢斯，西門子的MRI核磁共振技術是全球最好的。你們的磁體設計軟體，能不能借我用用？”
“這個……”漢斯有些猶豫，“那是醫療部門的核心機密。”
“我拿啟明的AI醫療影像演演算法跟你換。”林遠丟擲籌碼。
“成交。”
利用西門子的磁場模擬軟體，配合“盤古”的優化演演算法，團隊設計出了一種“非均勻繞組”的螺線管。
它產生的磁場，完美抵消了空間電荷效應，又沒有引入額外的像差。
電子束，被馴服了。
核心部件都搞定了。現在要組裝。
S**B光源需要超導磁體和超導腔，這意味著，整個係統必須執行在2K零下271.15度的極低溫環境下。
通常，這需要液氦。
“林董，這是個無底洞。”劉華美拿著財務報表，手在抖。
“液氦的價格已經炒到了每升300元。而且，中國極其缺乏氦氣資源，95%依賴進口主要是美國和卡塔爾。”
“如果我們用傳統的浸泡式冷卻，這台機器每天要燒掉幾噸液氦。”
“而且，一旦美國斷供氦氣，我們的光源就廢了。”
“必須戒掉液氦。”林遠看著那龐大的低溫恆溫器。
“能不能用乾式製冷？”
“那是給小裝置用的。”丁院士搖頭，“對於這種幾噸重的大科學裝置，乾式製冷機的功率不夠。”
“那就多級級聯。”
林遠提出了一個瘋狂的方案。
“我們不用液氦泡著。”
“我們用傳導冷卻。”
“一級預冷：用液氮便宜，到處都有把溫度降到77K。”
“二級製冷：用國產的GM製冷機，降到10K。”
“三級核心：用脈衝管製冷機，降到4K。”
“四級極寒：針對超導腔的關鍵部位，用稀缺的氦-3/氦-4稀釋製冷機，做區域性冷卻，降到2K。”
“我們把麵冷卻，改成點冷卻。”
“我們要設計一套極其複雜的高導熱匯流排，用高純鋁和藍寶石，把冷量精準地輸送到每一個發熱點。”
這需要極其精密的熱設計。
如果熱阻稍微大一點，超導磁體就會失超，引發鏈式反應，炸毀裝置。
江州，地下實驗室。
巨大的真空罐被封閉。製冷機組啟動。
“一級預冷完成，溫度77K。”
“二級製冷啟動……溫度20K……10K。”
“三級製冷啟動……”
時間一分一秒過去。
螢幕上的溫度曲線，像蝸牛一樣緩慢下降。
4.2K液氦溫度。
“到了！”王海冰興奮地喊道。
“繼續降！我們要2K超流氦溫區！”丁院士盯著儀錶，“隻有在2K，鈮腔的品質因子Q值才能達到10的10次方，損耗才能最小。”
3.5K……3.0K……
突然，曲線停住了。
“卡在2.8K了。”操作員彙報，“四級製冷機的功率到頂了。”
“熱負載比預想的大。”丁院士皺眉，“哪裏漏熱了？”
“查！”
經過排查，發現是訊號線。
為了傳輸控製訊號，幾百根同軸電纜從室溫環境穿入低溫區。這些銅線，就像一根根導熱管，把外麵的熱量源源不斷地導了進來。
“拔掉銅線！”林遠下令。
“那怎麼控製？”
“用光纖。”
“光纖主要成分是石英，導熱率極低。”
“把所有的電訊號，在入口處轉成光訊號。在低溫區內，再轉回電訊號或者直接用光控器件。”
“全光互連！”
這是一個巨大的工程量。需要更換所有的介麵電路。
但團隊沒有怨言。
三天後，改造完成。
再次降溫。
2.8K……2.5K……2.1K……1.9K！
“成功了！”
係統進入了超導態。
所有的子係統就位。
電子槍發射-＞直線加速器加速-＞注入環形軌道-＞鐳射調製-＞輻射發光。
“點火。”
隨著林遠按下按鈕。
螢幕上的光譜儀，瞬間跳起了一個尖銳的峰值。
波長：193nm深紫外。
功率：100W瓦。
“100瓦？！”溫彼得通過視訊連線驚得從椅子上跳了起來。
傳統的DUV光刻機光源，功率隻有40W-60W。
EUV光源，拚了老命才做到250W。
而林遠這台“原型機”，第一次開機就乾到了100W。
而且，這是連續波CW，不是脈衝波。穩定性極高。
“這就是S**B的威力。”丁院士摘下眼鏡，擦了擦眼角的淚水，“這是中國的第一束工業級粒子光。”
林遠看著那道看不見的紫外光束在螢幕上顯示為紫色光斑。
他知道，光刻機的光源問題，徹底解決了。
不需要KBBF晶體了。
不需要受製於人了。
他用一個縮小版的“粒子加速器”，造出了世界上最強的深紫外燈泡。
雖然光源造出來了，但這個“燈泡”有點太大了。
整套係統佔地200平方米。
目前的半導體工廠Fab，寸土寸金。要把這麼個大傢夥塞進光刻車間，需要對廠房進行傷筋動骨的改造。
而且，還有一個致命的問題輻射。
電子加速會產生高能輻射X射線、伽馬射線。
“我們需要給它穿上一層鉛衣。”王海冰計算著，“至少需要500噸的鉛和混凝土遮蔽層。”
“這會壓垮廠房的地基。”
林遠看著那個龐然大物。
“既然廠房裝不下……”
“那我們就光電分離。”
“把光源建在廠房外麵，建在地下。”
“然後，通過光束傳輸線把光引到光刻機裡去！”
“就像自來水一樣。”
“我們要建一座光子工廠PhotonFactory。”
“一座光源，可以同時給十台、二十台光刻機供光！”
這又是一個顛覆性的概念。
A**L的光刻機，是一機一源。
林遠要搞“一源多機”。
這將徹底改變半導體工廠的形態。
但是，要傳輸193nm的深紫外光，普通的鏡子不行，光纖也不行。空氣都會吸收它。
需要“超高真空管道”和“多層膜反射鏡”。
而這，又將觸碰到另一個材料學的禁區。
林遠剛放下的心，又懸了起來。
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