Z-?缩核聚变的影响固然惊人,但想真正实现商业化落地还得等至少几个月。新建聚变发电站的速度应该是最快的,就那也得至少半年。
聚变飞船或者聚变空天飞机更是得等至少三年,这个突破来得太过惊人也太过出人预料,国家方面都有点猝不及防,相关飞船或飞机的结构都还没有设计出来,载人实验更是无从谈起。
林野简单了解了下超导在航天方面的其它影响,包括宇航服已经变得十分轻便,里面有数量很多的超导线圈可以偏转宇宙辐射比如高能质子、太阳风,只是阻挡不了伽马射线。动作也可以变得更灵活,因为关节处用上了超导磁悬浮轴承。续航更是达到了之前的十倍以上,超导线路对电池的优化非常到位,宇航服的制冷效率也更高了。
一句话总结就是,更轻便,动作更轻松更灵活,再也不是以前电视中那种笨重、臃肿的样子了。
两天后就是存算一体立方单元发布会,林野得把重心放在这上面。
他已经敲定所有要展示的内容,此刻是最后一次来到超导显示联合实验室,确认真 3D 设备的最终状态,也是最后一次核对整套技术路线的落地细节。
林野走进研发中心的显示研发部,灯光调在偏柔和的工作亮度,均匀落在台面上那台半人高的三维显示工程样机上。机身通体哑光灰,边角利落硬朗,几处调试接口直接裸露在外,线缆规整地收在侧面凹槽里,一看就是长期用于测试、迭代、验证的完整实验室原型机,而不是用来对外展示的精致概念机。
空气中弥漫着特有的气息,四周靠墙立着一排排测试机柜、信号分析仪、光路校准仪,屏幕上跳动着密密麻麻的数据曲线,却并不嘈杂,只有设备风扇低沉稳定的运转声,让整个空间显得安静。
林野站在样机旁边,语气诚恳的说道:“陈主任,麻烦你了。我今天想把三维显示的原理,从头到尾彻底弄明白,中间有不懂的地方,可能要打断一下,还请您包涵。”
陈启明站在操控台前,他四十来岁的样子,气质沉稳,说话不疾不徐,看着听着就很严谨与可靠,“没问题,林院士。我这边一边放内部原理视频,一边同步演示样机,你跟着看,有任何疑问,随时提出来。”
他抬手,指尖轻按在一个金属按键上,一声轻微的 “嗡” 响,工程样机正式启动。
样机前方的空间里,没有刺眼的强光爆发,也没有花哨的特效,只是缓缓浮起一层干净、柔和、边缘锐利的立体光像。光像质地通透,层次分明,像是悬浮在半空中的半透明实体模型,给林野的感觉就好像当时无人机的灯光秀在夜空中展示出的各种景像,但画质更清晰,像素极高。
样机旁的壁挂式示意屏同步亮起,由公司内部的立方单元中的一块小芯片驱动的实时渲染的微观结构动画开始流畅播放。画面没有什么特效,只有最朴素的线框与剖面,从纳米级的微观结构,到厘米级的模组总成,一层层展开,清晰直白。
“我们先从最底层的发光单元开始讲。” 陈启明看着影像开口对林野说道,“整个技术的核心,是约瑟夫森谐振环。”
林野微微眯起眼,认真看着视频里被逐级放大的纳米级环形结构。那是一种很规整的对称闭环,晶格排列整齐,边缘光滑,在动画里呈现出稳定的超导态示意图。
他问道:“这个环,和我们现在手机、电视里用的 LED、OLED,本质区别是什么?”
“差别非常大,几乎是完全不同的发光逻辑。” 陈启明回答得很干脆,“LED、OLED,靠的是半导体空穴?电子复合发光,属于自发辐射,光的相位杂乱、方向性差、相干性弱,只能用来做平面点亮。”
他停顿了一下,指向动画中约瑟夫森环周围的相干光波前。
“而我们这个,依靠的是交流约瑟夫森效应,发出的是高度相干的定向光。简单说,它发出的每一份光,频率一致、相位一致、方向一致,像一支纪律严明的军队,而不是一群散乱的人群。这种光的相位,可以通过驱动电流直接精确控制,普通发光器件,从原理上就做不到这一点。”
“相位控制,在整套系统里,具体是干什么用的?” 林野继续问,语气里带着对技术的执着。
“两个核心作用。” 陈启明解释得清晰、直白,“第一,防止光串扰。层与层之间、像素与像素之间,因为光的相位可控,可以做到互不干涉,避免画面出现散斑、重影、模糊;第二,给深度成像提供时序基准,给后面的电控透镜提供精准的对焦时序,保证每一个深度层的光点位置不飘、不抖、不断层。”
林野轻轻点头,这个解释他能接住,“也就是说,相位一致性,是深度成像能成立的基础?”
“是。” 陈启明肯定道,“没有相干光,没有可控相位,后面所有三维结构,都只是用 2D 画面骗眼睛,做不出真正的物理深度。”
“但只解决发光,还不够。” 他顺势往下推进,“必须做全彩色。单一超导材料、单一晶格结构的约瑟夫森环,只能输出单一波长,也就是单色光,做不出我们日常使用的彩色画面。”
林野点头道:“所以你们用了三色方案?”
“对。” 陈启明指向视频画面,动画中出现三组尺寸、间距、结构略有差异的谐振环阵列,“我们设计了三种不同晶格常数的超导结构,做成三种一一对应的约瑟夫森环。”
他逐一说明:
“第一种,晶格间距,能级跃迁对应的波长最长,稳定输出红光;第二种,晶格间距,输出绿光;第三种,晶格间距,输出蓝光。”
“这三种发光单元,是三层立体排布,互不干扰,独立驱动、独立调光。不需要背光板,不需要彩色滤光片,直接从光源层面合成全彩色。”
随着他的讲解,样机上原本单色的立体模型,缓缓染上层次柔和、过渡自然的彩色:楼宇主体是沉稳的红,地面路径是干净的绿,远景天空是通透的蓝,色块边界清晰,却不显生硬,整体质感远胜于传统屏幕的滤色成像。
林野静静看着悬浮的彩色光像:“也就是说,每一个空间深度位置,都有一组独立的 RGB 发光单元?”
“没错。” 陈启明说,“传统平面屏是平面混色,红绿蓝在同一个平面点上发光;我们是空间混色,色彩和三维深度完全绑定,不会出现色彩错位、偏移、拖影,从根源上保证了三维画面的纯净与稳定。”
林野沉默片刻,根据讲解也根据眼前出来的视频,把原理在脑子里完整闭合,然后再次开口,进入下一个关键问题。
“彩色和底层发光单元,我听懂了。那接下来,真正的三维结构,你们是怎么实现的?怎么从一层平面,变成有前有后、有远有近的立体空间?”
陈启明抬手,在示意屏上轻轻滑动,画面立刻从微观发光单元,切换到宏观的堆叠结构剖面动画。一层层极薄的膜层整齐叠放,像一叠精密到极致的透明纸张。
“这就要分两条完全不同、互不冲突、但也不能混用的技术路线。第一条,也是我们现阶段最核心、最贴近大众市场的 —— 民用级平面 3D 屏,未来可以直接用在手机、电视、电脑、平板、车载屏等所有个人终端上。”
“民用屏的核心实现方式是什么?” 林野问的很直接。
“万层堆叠。” 陈启明回答得简洁有力,“这四个字,就是整套民用方案的根基。”
“万层?” 林野微微挑眉,“这个数字,不是随便定的吧。”
“不是。” 陈启明摇头,语气里带着工程上的笃定,“这项工艺,直接来源于硬盘部门之前做超导硬盘的千层堆叠技术。硬盘需要精确控制磁通,每一层都要做数据存储,工艺挺苛刻,目前的量产物理极限卡在一千层左右,再往上,层间干扰、漏电、错位、良率,全部崩掉。”
他顿了顿,说出关键逻辑:“但显示屏幕不一样。显示不需要存储数据,不需要保持磁通长期稳定,只需要保证发光、控光、成像稳定。约束条件一松,我们又在其中填充有机透明材质,就可以直接把堆叠层数,从一千层拉到了一万层。”
林野皱了皱眉,提出一个最直观的顾虑:“一万层,全部叠在一起,屏幕不会变得非常厚吗?手机、平板这种终端,根本塞不进去。”
“不会。” 陈启明摇头,语气平静,“我们把每一层的厚度,压到纳米级。单层结构包含三件东西:约瑟夫森发光层、电控微透镜层、绝缘隔离层。三层功能合一,总厚度控制在几十纳米量级。”
“一万层全部叠完,整体厚度可以做到:
手机屏,4~7 毫米,和现在的旗舰手机厚度基本一致;
电视屏,15~25 毫米,因为尺寸更大,使用了更厚更结实的材料,但依旧是标准超薄外观,挂墙、摆放都不受影响。”
林野盯着剖面动画,确认道:“外观上,它就是一块普通平板,内部藏了一万层功能结构。”
“是。” 陈启明说,“外面越简单,里面越精密。”
“屏幕物理厚度这么薄,人眼看到的视觉深度,又是怎么来的?” 林野继续追问,这是他最关心的用户体验问题,“总不能屏幕只有几毫米,画面能伸出几十到几百厘米。”
“靠电控透镜调控焦距。” 陈启明指向光路动画,画面中,一层层透镜将光线向前方空间投射,形成一串由近到远的聚焦点,“我们不使用屏幕本身的物理厚度当深度,那点厚度根本不够看。我们让每一层的电控透镜,把光点直接投射到屏幕外面不同距离的空间位置上。”
他用最直白的方式解释:
“第一层,焦距最短,光点落在屏幕表面;第一千层,光点向前伸出十厘米;第五千层,伸出五十厘米;第一万层,最远可以投射到一两米之外。”
“一万层,就等于一万个深度切片。人眼通过自然聚焦,就能看到前后、远近、遮挡、重叠关系,这就是我们定义的单视角真视觉深度。”
陈启明轻轻转动操控台上的旋钮,调节样机的输出参数。
悬浮在半空的立体城市模型,缓缓向前探出一小段,整体宽度也略大于样机边框,像是从机器里 “生长” 出来的一段实体,而不是贴在表面的画面。但无论怎么调节,画面始终保持一个稳定的主视角,不随观察角度发生侧视、俯视的透视变化。
“我必须把现实情况说清楚。” 陈启明的语气很务实,“我们可以让画面轻微外探、轻微扩大,但做不到全角度,做不到全息,也没有光场扫描。一旦加入多角度视差,结构、工艺、驱动精度、层间对位,全部要重新设计重来,现阶段工业水平不具备量产条件,成本也会高到没有市场意义。”