近日，浙江大學(xué)光學(xué)技術(shù)與儀器全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)光學(xué)技術(shù)與儀器研究院聯(lián)合研發(fā)的桌面式高分辨極紫外光顯微鏡正式亮相。這臺(tái)占地僅約 5 平方米的設(shè)備，上海自動(dòng)化儀表三廠集成極紫外光源、光束濾波、能量檢測、衍射成像與光譜診斷等核心模塊，成功將原本依賴同步輻射光源的顯微技術(shù)，濃縮至普通實(shí)驗(yàn)室可 “即插即用” 的桌面級系統(tǒng)，標(biāo)志著我國在極紫外光學(xué)、精密加工領(lǐng)域躋身國際行列。

　　上海自動(dòng)化儀表三廠探索微觀世界的核心痛點(diǎn)，長期受制于傳統(tǒng)技術(shù)局限：傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡受衍射極限限制，無法看清納米級細(xì)節(jié)；電子顯微鏡僅能觀測樣品表面，且需高真空環(huán)境與復(fù)雜前處理；X 射線顯微鏡雖能透視內(nèi)部，但高清成像依賴占地?cái)?shù)足球場、耗資數(shù)十億元的同步輻射大科學(xué)裝置，國內(nèi)且使用門檻高。針對這一困境，浙大團(tuán)隊(duì)歷時(shí)數(shù)年攻關(guān)，融合高次諧波產(chǎn)生(HHG)技術(shù)與疊層衍射成像算法，研發(fā)出這套無需大型光源、無需成像透鏡的新型顯微設(shè)備，打破了微觀表征對大裝置的依賴。

　　該顯微鏡核心采用疊層衍射成像無透鏡計(jì)算成像技術(shù)，通過極紫外光照射樣品獲取衍射圖樣，再經(jīng)相位恢復(fù)算法重構(gòu)高清圖像，不僅規(guī)避了極紫外透鏡制造的難題，更讓分辨率僅取決于光波長與探測數(shù)值孔徑。性能測試顯示，設(shè)備在極紫外波段實(shí)現(xiàn)優(yōu)于 25 納米的穩(wěn)定高分辨率成像，較頭發(fā)絲細(xì) 3000 多倍，逼近理論極限，達(dá)國內(nèi)最高水準(zhǔn)(國際高水準(zhǔn)為 12.6 納米)；同時(shí)具備材料特異性識(shí)別能力，利用極紫外光與元素內(nèi)層電子能級的相互作用，無需標(biāo)記染色即可區(qū)分硅、金屬、生物組織等不同成分，同步完成結(jié)構(gòu)成像與化學(xué)成分分析；此外，設(shè)備可同步獲取樣品吸收圖像與相位信息，精準(zhǔn)還原納米級深度 / 高度數(shù)據(jù)，為微納結(jié)構(gòu)缺陷檢測與三維表征提供關(guān)鍵支撐。

　　作為高度集成的 “交鑰匙” 系統(tǒng)，該顯微鏡光路兼容透射與反射成像模式，結(jié)構(gòu)簡潔、部署靈活，改變傳統(tǒng)短波成像技術(shù)只能依托大科學(xué)裝置的現(xiàn)狀。在應(yīng)用層面，其可高效賦能材料科學(xué)、芯片制造、生物醫(yī)學(xué)等關(guān)鍵領(lǐng)域：在材料研究中，可精準(zhǔn)分析材料界面、摻雜分布與薄膜厚度，實(shí)時(shí)觀測鋰電池電極材料充放電過程的微觀演化；在芯片檢測領(lǐng)域，可對極紫外光刻掩模版進(jìn)行無損檢測，精準(zhǔn)識(shí)別納米級缺陷，直接助力芯片良率提升；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對碳、氮、氧等輕元素高度敏感，可在 “水窗波段” 無需染色直接觀測細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為病毒入侵機(jī)制、藥物作用機(jī)理等研究提供全新觀測手段。

　　上海自動(dòng)化儀表有限公司此次桌面式極紫外光顯微鏡的成功研發(fā)，是我國高端科學(xué)儀器自主創(chuàng)新的里程碑式成果，不僅攻克了極紫外光學(xué)系統(tǒng)小型化、無透鏡計(jì)算成像等關(guān)鍵核心技術(shù)，更為我國在量子材料、先進(jìn)半導(dǎo)體、生物醫(yī)藥等前沿領(lǐng)域的研究提供了自主可控的高端表征設(shè)備支撐。未來，隨著技術(shù)持續(xù)迭代與推廣應(yīng)用，該設(shè)備有望進(jìn)一步降低微觀檢測門檻，加速我國在極紫外光學(xué)與高端科學(xué)儀器領(lǐng)域的國產(chǎn)化替代進(jìn)程，上海自動(dòng)化儀表有限公司為新質(zhì)生產(chǎn)力培育與高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁科技動(dòng)力。