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归国留洋水货?叫我芯片之父!

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第544章 学习讨论
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微电子研究所,原先的光刻机实验室腾了出来。 因为光刻流程的调整,以后微电子所也只负责设计与仿真,真正的流片转入微电子厂,由工厂进行。 当然原先的光刻机还被留在了所里,只是搬运去了隔壁的二号楼,作为简单光刻以及所里同志的学习所用。 这间新屋子暂时被拿来充作原子钟的研究室。 屋内,王忆久简单给三人讲述着原子钟的情况。 “…我导师的确涉及过这一块,作为量子电子学的研究,当时实验室里,我就是他在这个方向的主要研究者。” “后边导师他主要方向定在了氢原子钟上,还开展激光技术,半导体激光器等等方向…” “以我在苏方留学时的经验判断,要是国内想搞原子钟,最容易的就是铷原子钟…” 王忆久到底是在苏方就专门研究这个领域,对于原子钟的基础内容了解得很详细,的确是没找错人。 “忆久同志,照你这么说,铷原子钟的最大优势就是体积小,重量轻,功耗低,结构也相对简单?” 杨家栋虽是专攻导弹工程的,但物理学的底子摆在这里。 当年还是钱老亲自带的学生之一,这会儿学习能力极强。 这个领域内的专业知识王忆久才讲解不过两个多小时,杨家栋就已经能分析出铷原子钟的性能。 一番思索之后,还向着沈永健道。 “沈工,若是从体积和重量来看,铷原子钟的确适合新星使用,不过它缺点也明显,存在光频移和缓冲气体碰撞频移,它的长期稳定度和准确度不如铯钟和氢钟…” 王忆久眼中闪过几分讶异,也没想到这位搞导弹的同志,这么快就能有这么深的理解,当下也继续补充道。 “而且星载环境不同于地面环境,面对极端的温度交变和空间磁场辐射,这些物理效应带来的频移误差会被放大。” “真要是在星载环境,我们需要在微波谐振腔的设计上引入主动补偿机制,或者在物理系统外增加高规格的磁屏蔽与恒温控制等等…” 王忆久说罢,便继续讲起氢原子钟。 目前全球主流的原子钟就三种。 苏方主要拥有的便是铷原子钟,以及还在研制中的氢原子钟。 而米方除了这两种外,还有摩托罗拉公司搞出的铯原子钟,这一领域依旧走在世界最前。 王忆久整套理论从上午开始大致说罢,已是下午四点多。 相较于杨家栋思维活跃,而且喜欢打断提问。 一旁的张文祥则安静得多,当然,实际是张文祥在物理的这方向上从未有涉猎。 且他主要研究的方向也是天体物理,如今能粗粗将整套理论大致理解,就足以凸显其能力,只是跟在座几人相比,略有些差距。 至于沈永健今日也听得极为认真。 这一方面的基础资料国内依旧是一穷二白,若是没有王忆久这般成体系的整理讲解,他们研究只能从国际上的一些论文着手。 但这个时代的论文,实际多多少少会有所保留,尤其是米苏之间的竞争未停,真正的核心资料都不会透露出去。 如今王忆久的讲解与梳理,给众人省了不少时间。 关于铷原子能级跃迁、光抽运效应、微波共振的量子物理理论,也在他脑海中迅速与微波工程、微电子控制技术交汇融合。 到底是拥有物品栏的助力,脑中一边梳理,一边就已思索起三种原子钟的理论方案以及实际工艺难度。 “沈工,沈工~?” 一连几次呼喊,沈永健才从思索中脱离。 是王忆久同志唤他,相比起昨天才认识,今日便已熟悉了许多,也顺着杨家栋一般改口喊他沈工。 这会儿他心中还有些享受,能给全球知名的诺奖得主上课,心中隐隐升起一股骄傲。 “哦!抱歉,刚才脑子里在过三种原子钟的性能,走神了。” 沈永健歉意地笑了笑,随即径直走到王忆久刚刚讲解书写过,还密密麻麻留着量子物理推导公式的移动小黑板前。 拿起一支粉笔,在黑板下方仅存的一块空位上,毫不犹豫地开始演算起来。 原子钟作为“新星”导航的本质,是以时间测算距离。 倘若没有原子钟,太空中每一秒的误差都会造成三十万公里的距离误差。 哪怕是一微秒,都会有三百米的距离误差,根本没有什么导航的意义。 若是原先的通信卫星,哪怕没有原子钟也问题不大,毕竟信号的接收根本无需考虑这般误差。 但放到实际的精确导航卫星上,原子钟是个绝对无法跨过的点。 而目前最容易研制的铷钟,频率稳定度通常在十的负十四次方每天,即8纳秒每天。 这个精确度其实极高,可一旦上了航天,尤其作为衡量工具,其对应导航测距误差也在2.6米每天。 换到当下的铯原子钟,误差相近也在米这一层级间。 至于氢原子钟,性能则到了另一层级,约在0.2米每天。 三类原子钟的数据很快便被记录在黑板上,以表格形式罗列,一下子便直观许多。 “氢原子钟虽然性能最佳,但理论也好还是实际应用都还不成熟,难度也大,就不做这次研制的考虑了。” “铷钟的短期稳定性好,不过存在“老化漂移”,时间一长误差会累积。” “铯钟长期稳定度极佳,但体积大,寿命短…” 三人看着黑板点了点头,王忆久眼中也闪过几分意外。 他还以为刚刚沈工的沉默是因为某些内容没能一下理解还在思考,他还想着替沈工解惑呢。 倒是未曾想沈工是在衡量三种原子钟。 也对…沈工要是真如他所想的一般,可就有些名不副实了。 眼下这番分析考量还是颇为全面,王忆久也认可地点头。 却不想面前的沈工突然拿起黑板将他其他的内容也擦去,随后便在黑板上继续书写起来。 “关于铷钟的整体我倒是有了些想法,尤其是“老化漂移”的部分。” “可以试着跳出传统的那套模拟电路控制思路,将集成电路的优势引入。” 随着粉笔的沙沙声,不过一刻钟左右,一个全新的铷钟系统架构图便跃然板上。 “首先是光谱灯和微波谐振腔,传统的温控太笨重,我们可以利用所里最新流片的L-5芯片,设计一套全数字化的主动补偿控制电路。 通过高精度的A/D和D/A转换,实时采集光电探测器的信号,用数字锁相环来动态修正微波频率,直接把“老化漂移”在算法层面进行一定的抵消!” “除此之外,总体设计时还可以考虑吸收泡的工艺,缓冲气体的碰撞频移,本质上是因为气体配比和温度梯度不均匀,我们可以采用微型化集成的思路…” 沈永健一边说着,一边不断完善着这个基本架构。 这番直接上手设计,同时还不断讲述考虑具体工艺的本事,可真正让王忆久有些愣住。 不过当下也顾不上震惊,而是尽可能跟上沈工的设计思路。 …
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