编者按av网站大全

Joseph Braat教授，荷兰光学工程师、科学家。Joseph Braat教授以其在光学成像规模的孝敬为东说念主尊敬，时时与其交谈，王人深受启发，收成良多。

1973年，Joseph Braat从法国高档光学接洽所（Institut d’Optique Graduate School）博士毕业后，插足荷兰的飞利浦公司（Philips）开展光存储时候的接洽责任，参与并股东了Philips、ASML等公司光刻时候的发展，在光路设想、早期光刻系统设想、衍射极限的光学成像等方面作念出了杰出孝敬。之后Joseph Braat加入荷兰代尔夫特理工大学并在光学接洽组任教。Joseph Braat教授发表了超60项好意思国专利及巨额接洽论文，其论著《成像光学》（Imaging Optics）现已成为光学规模的迂回参考贵府。

Joseph Braat教授是荷兰皇家科学与艺术学院院士，是欧洲光学学会的创举东说念主之一，并在2004-2006年担任主席。这篇访谈中，Joseph Braat教授转头了他所资历的光学存储与光刻的发展，这份造就对刻下方法下的各方接洽东说念主员来说尤显突出。

撰文 | 邵屹峰（荷兰代尔夫特理工大学博士后接洽员）

英文全文已发表在Advanced Photonics2024年第3期，宽恕查抄：Yifeng Shao， \"Interview with optical scientist and engineer Joseph Braat，\" Adv. Photon. 6， 030502 (2024)

以下实践中，“邵”代表邵屹峰博士，“Joseph”代表Joseph Braat教授。

邵：您与光学结缘始于您在荷兰代尔夫特理工大学攻读物理学专科，随后您在法国高档光学接洽所从事对于全息时候的接洽。是什么原因促使您最终聘用光学行为我方处事糊口的接洽标的呢？

Joseph：聘用光学接洽行为我的处事资历了两个阶段的进程，开首是我对物理的有趣，继而对光学沦落。在我的中学时期，我的物理诚实是一位从代尔夫特理工毕业的电子工程师，他终点多情谊。20世纪60年代初，荷兰用新式课本取代了20世纪30年代终点旧式的物理竹帛。这批新式课本基本包含了其时的当代物理学问。尽管在课堂实验上咱们使用终点基础的开拓，以致部分开拓照旧学生制作的，依然不错演示物理的旨趣。迟缓地，我对物理产生了浓厚的有趣何况决定在大学中不时学习物理。聘用代尔夫特理工大学则是我哥哥的提议，他其时在那边学习化学。

在代尔夫特理工大学时，Abraham van Heel教授在第一年和第二年教授的两门光学课程中展示了令东说念主惊艳的课堂实验，给我留住了真切的印象。倒霉的是，他在1966年5月因为腹黑病在自家花圃中安心性死一火了。不久后，我加入了由他的两名助手临时带领的接洽组。1967年1月，来自埃因霍温飞利浦公司的Hendrik de Lang教授接任带领了代尔夫特理工大学的光学接洽组。次年，法国发生了驰名的“红五月”学生抗议活动，不仅动摇了其时由年长的戴高乐所带领的政府，其抗议精神还对包括荷兰在内的诸多国度产生了影响。因为不复旧学生们民主化荷兰大学导致的照料零乱，Hendrik de Lang教授于1969年9月1日离开了代尔夫特理工大学。这导致我失去了硕士论文的导师，可是我仍然庆幸地在当年完成了我的接洽任务。随后我取得了法外洋交部奖学金，得往时去巴黎（奥塞）的高档光学接洽所攻读博士学位。

图 荷兰代尔夫特理工大学，被誉为“欧洲的麻省理工”

邵：您的修业资历对您的处事说念路有何影响呢？

Joseph：1970-1972年，我在巴黎高档光学接洽所Serge Lowenthal教授组里接洽非联系光全息时候。自1920年以来，该接洽所从一个军事的应用时候实验室发展为一个愈加爱重基础科学的接洽所。对于我这个博士更生来说，光全息时候是一个新颖而迷东说念主的主题。我铭记在巴黎学习初期，联系光学接洽东说念主员使用Joseph Goodman的《傅里叶光学导论》（1968年出书的初版）行为主要的参考文件。与某些实验室将巨额学生部署在一个大型实验装配的情况截然相悖，巴黎高档光学接洽所内的每个学生王人有我方负责的实验课题，他们不错在我方的暗室中使用我方的实验开拓完成。得益于此，我在巴黎的博士接洽很好地均衡了表面与实验。

1973-1974年，Joseph Goodman在高档光学接洽所担任拜访学者。在此期间我有幸屡次与他成为室友，并见证了他第二本著述《统计光学》一书的准备进程。当我在高档光学接洽所期间， Alain Aspect也在Lowenthal组接洽全息光谱仪。当我自后在飞利浦公司责任时，Alain问我飞利浦的研发部是否不错匡助制造一个富余大的偏振中性分光器（polarization-neutral beam splitter）。经过一些超卓的努力，飞利浦公司的薄膜千里积部门到手地制造了高慢严苛条件的光学元件并将其与送到巴黎的高档光学接洽所。这个“立方体”元件填补了光学量子纠缠实验中的一个潜在破绽。这个实验最终匡助Alain赢得了2022年的诺贝尔物理学奖。

图 2022年诺贝尔物理学奖取得者之一：Alain Aspect教授av网站大全

邵：在飞利浦公司责任期间，您对光学存储和光盘时候，尤其是光盘存储系统的光路设想以及光衍射表面的改变应用等方面，作念出了迂回孝敬。联系责任还为CD、DVD、蓝光光盘等光存储介质的发明奠定了基础。在该规模的接洽中，您面最后哪些挑战？

Joseph：光学存储的发明和发展是很多东说念主同舟而济的成果，我毫不是奠基东说念主之一。早在1969年底该方式就已启动，而我直到三年后的1973年元旦才加入飞利浦公司。1972年12月的一个国际科技新闻发布会上，飞利浦公司就向公众展示了一个不错及时存储发布会现场实况视频的“玻璃盘”（所谓的“主盘”）。早期飞利浦光存储接洽的前卫东说念主物包括Piet Kramer(光学接洽团队负责东说念主)、 Klaas Compaan(飞利浦培育行状部)和Gijs Bouwhuis（光学接洽员)。他们三东说念主因对光存储的基础接洽和实践责任于1986年共同取得了Ranz光电子奖。

图 由左至右步骤为Gijs Bouwhuis， Piet Kramer 和 Klaas Compaan

当我加入飞利浦公司时，科学家Harold Hopkins正担任飞利浦的光学护士人，我被指定为他的研究东说念主。Hopkins以他的部分联系成像表面而盛名，他彭胀了Zernik与van Cittert在该规模的责任，也发明了很多其它迂回的观点，比如光学传递函数、彼此联所有、和高数值孔径成像。他还发明了变焦镜头和用于医疗会诊的光学内窥镜。但对我来说最迂回的是，他照旧一位出色的诚实！我很庆幸大略与他协作，共同接洽光学设想与衍射表面。

我早期的关节课题是接洽奈何精确对焦与追踪光盘上的光学信息螺旋，以及奈何增多信息密度。我与Hopkins沿途接洽了光盘的标量读取模子。自后我彭胀了这一模子以兼容编码与调制的数字信号，并用它制定CD（Compact Disc）和后续的数字光学存储圭臬。

在此期间我也担任了飞利浦接洽实验室与光学供应商之间的纠合桥梁。为此我编写了我方的光学设想器具，使用SVD（singular value decomposition）优化光学系统。该软件也让飞利浦不错独处完成非球面设想和光学公役分析。在20世纪80年代初期，我用我方的方法设想了光刻投影物镜，要点优化了光学系统的公役和可制造性。我必须要强调Geoff Adams开展了光学公役分析的基础责任，1988年，他在帝国理工完成了对于这一课题的博士论文。

其时飞利浦还在使用IBM 360/370大型策画机，只大略使用打孔卡输入数据。这成为了制约策画才智的瓶颈。有一次我的40，000张打孔卡（每张重2.5克，共1000千克）倒霉发生了事故。其中两箱简短5000张卡片掉在地上打乱了关节规定。我花了整整两天的时辰才将通盘卡片收复为正确的规定。庆幸的是，丁香五色跟着策画机水平的提高，不久之后我就不错在飞利浦的实验室使用个东说念主末端数据输入。简短在1985年， 我终于不错昂扬地丢掉通盘100公斤打孔卡了！

图 1890年霍列瑞斯式的打孔机、打孔卡

CD时候运行于1975年，率先是受到了视频光盘（VLP：video long play disc）的启发。VLP于1978年在好意思国被生意化，可是很快就失败了。唯有前卫公司在该市聚积幸存下来何况不时坐褥了激光光盘（Laser Disc），直到1994年DVD的出现才罢手。1982年秋季，飞利浦与索尼险些同期运行销售全新的CD居品（包括光盘与播放器）。索尼公司主要汲取“高质地、高价钱”的政策而飞利浦则试图以“廉价钱，高销量”的政策占领世界破钞市集份额。

在飞利浦的里面发起了一场标语为3个25好意思金的通顺：居品中光学、机械、电子开拓各占25好意思金，这项通顺加快了飞利浦引进塑料光学与机械元件的步调。归拢时期，飞利浦引进了一种以玻璃半球为中枢的塑料非球面透镜以裁汰价钱。天然该光学元件发达可靠，可是过度使用塑料机械元件导致返修率高涨，反而毁伤了飞利浦CD播放器的声誉。几年后，飞利浦仅取得了15%的市集份额，索尼却占据了40%。庆幸的是，凭证专利权分派条件，飞利浦不错从每张光盘赚钱60%，而索尼唯有40%。

图 Joseph Braat的发明专利“Centering Detection System for an Apparatus for Playing Optically Readable Record Carriers” (US Patent 4.057.833)的插图。图一展示了一种光学追踪的实验装配。图二是其旨趣：该装配使用聚焦光场照明光盘上的结构。反射光中的零（35）与正负一（36-39）级衍射部分从重迭。凭证重迭区域中的相位变化（反馈为光强度变化）不错意料聚焦光斑中心点位置偏移，从而使聚焦光斑精确地追踪光盘上的信息结构。该旨趣自后被用于在光刻中测量套刻缺欠（overlay metrology）

飞利浦与索尼的协作抓续到了DVD的出现。两家公司尽可能地愚弄CD居品的通盘权，这导致其它光学存储引子和播放器公司变得愈加觊觎这一市集。他们一方面要求裁汰专愚弄度，另一方面运行我方接洽更先进的新式系统。在1994年的夏天，10家公司（主淌若日本公司）晓谕了一种用于视频播放与记载的新式光学系统（DVD），飞利浦和索尼被刻意地打消在外。关联词在随后的专利战中，因为这两家公司领有的一些终点基本的专利职权，其他公司不得不经受它们，可是它们在新式DVD系统中的收益被极地面收缩了。对我个东说念主而言，我很甘愿看到我在1976年请求专利的一种光学径向追踪方法（尽管该方法在其时对于CD来说过于复杂）被纳入了DVD圭臬中。

在DVD之后，飞利浦和索尼又共同接洽了使用405 nm蓝色激光的光学存储新圭臬，这亦然光学存储的最后一个圭臬。更进一步发展的使用准构兵（“固体浸没”）光学记载的方法尽管照旧在接洽进程中，可是该圭臬从未被公开。接下来跟着mp3的普及，东说念主类插足了固态存储的期间，流媒体时候成为了向破钞者传输数据的第二种新方式。2015年以后，新坐褥的条记本或者台式电脑险些不再包含光盘驱动器。CD时候至此，发展了40年以后，光学存储信得过地玩完结（the game was over）！

正值我在2006年12月妥当从飞利浦公司退休，公司罢手了通盘光学存储的接洽和坐褥活动。我的接洽有趣也转向光刻和包括天文标的的光学成像规模。

邵：在刻下的信息期间，您合计光存储是否还具有应用远景呢？

Joseph:我不认为光存储还具有任何应用远景！多样接洽早已解释光存储时候（如CD、DVD和蓝光光盘）的信息空间密度无法超过磁性存储（如硬盘驱动器）。同期跟着互联网的普及，尤其是云策画、数据流媒体作事的发展，东说念主们生活中照旧险些不再需要一种廉价的存储介质。云存储提供了险些无穷的存储容量和方便的数据拜访方式，而流媒体作事则允许用户径直在线不雅看或听音乐，无需下载或存储巨额数据。因此，取代光存储的并不是另一种存储方法，而是新时候带来的全新的使用风尚和体验。

邵：您大略先容一下光刻时候在早期阶段的发展吗？

Joseph：早在20世纪50年代末，飞利浦就在光学接洽部门中建立了一个掩模制造实验室。该实验室在基底上产生光学图案（率先是二元口舌图案），用于坐褥包含分立电子器件的集成电路板的掩模。当第一个集成电路于1959年被好意思国仙童半导体公司（Fairchild）发明时，飞利浦的实验室就照旧专注于坐褥用于制造晶体管集成电路的光学图案。到20世纪70年代，也曾参与光存储接洽的科学家也运行加入掩模制造实验室和光刻的接洽。

率先光刻使用所谓的“构兵光刻”。该时候惟一波及的光学旨趣是菲涅尔衍射，它决定掩膜的细节跟着掩膜与芯片名义的增多而迟缓变得婉曲。“构兵光刻”局限于1比1的放大倍率，在光学波长范围仅不错兑现简短2 μm的极限分辨率和10 cm的芯片尺寸。为了提高分辨率，不错使用更短波长的光源，比如X射线。

下一步是使用一样1比1放大倍率的投影光刻时候。该时候不错重复愚弄“构兵光刻”一样的掩膜。飞利浦开首制造了一台0.2数值孔径的光刻机，可是其中的光学系统难以幸免变得过于复杂和雄伟。科罚想法是将“缩小”的投影镜头与步进旨趣相联结，增多分辨率与视场（通过步进与重复）。法国的天文成像和空间光学企业Cerco公司制造了飞利浦的第一个缩小投影镜头，它的总长度为60 cm。凭证飞利浦的要求，该镜头使用高压汞灯为照明光源，并同期使用光源光谱中的 g线和h线摒除曝光中光刻胶中产生的z标的驻波图案。尽管Cerco公司大略委用一些设想细腻的原型，可是自后无数目坐褥却遭受了勤恳。另外，该公司设想的镜头在视场边际的成像质地终点差。

20世纪70年代中期，飞利浦我方设想了新一代数值孔径为0.3、视场为10 × 10 mm2的投影镜头。表面上该设想比较之前的设想领有更宽裕的公役。可是很倒霉第一个原型却不甚理思。我用我我方的设想方法分析镜头设想的时候发现些许处的公役终点的严格，这使得光学制造濒临严峻的挑战。最终因为质地问题，Cerco公司莫得大略为飞利浦的第一台步进式光刻机制造富尾数目的投影镜头。

基于多样身分的考量，飞利浦公司最终决定于1979年出售光刻方式，并邀请了包括Perkin-Elmer在内的潜在买家拜访飞利浦Science and Industry部门，进行深入的时候研讨。Perkin-Elmer的光学与机械各人们不快意飞利浦系统的投影物镜（色散问题和视场成像质地）和机械结构（晶元台使用油液压传动系统）。最终在1984年，飞利浦的光刻部门与ASM（一家由Arthur del Prado带领的荷兰超净间开拓制造商）成立了一家合股公司，新公司名为ASM-Lithography（ASML）。

特邀采访东说念主简介：

邵屹峰，离别于中山大学与荷兰的代尔夫特理工大学取得本科与博士学位，现任代尔夫特理工大学博士后接洽员。博士后期间起劲于光学在半导体规模的应用接洽，包括特征尺寸扫描电子显微镜（CD-SEM）的像差测量与图像收复，用于晶元与掩膜板检测的EUV衍射层叠成像。接洽期间与ASML共同取得5项发明专利，并在Advanced Photonics、Light Science & Applications等期刊发表多篇学术论文。

本文经授权转载自微信公众号“中国激光杂志社”。

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