Joseph Braat教授,荷兰光学工程师、科学家,荷兰皇家科学与艺术学院院士。Joseph Braat教授以其在光学成像领域的贡献为⼈尊敬,每每与其交谈,都深受启发,收获良多。
1973年,Braat于法国高等光学研究所博士毕业后,回到了荷兰的飞利浦公司开展光存储技术的研究工作,参与并推进了Philips、ASML等公司光刻技术的发展,在光路设计、早期光刻系统设计、衍射极限的光学成像等方面做出了突出贡献。之后Joseph Braat加入荷兰代尔夫特理工大学并在光学研究组任教。
Joseph Braat教授发表了超60项美国专利及大量研究论文,其论著《成像光学》现已成为光学领域的重要参考资料。
不久前,荷兰代尔夫特理工大学的邵屹峰采访了Joseph Braat教授。在专访中,Braat教授回顾了所经历的光学存储与光刻的发展。他认为,光刻技术的挑战不仅在于不计成本地研发出原型机,更在于实现工业化和批量生产。
这不仅需要科学家和工程师的紧密合作,更需要一种务实、诚实的态度:实验测量数据是唯一的标准,应不断调整模型和理论以符合实验结果,而非反其道而行之。这是应用科学的原理,也是Braat教授对青年学者们的殷切期望。
Braat教授还分享了在光刻技术早期开发阶段的见解和挑战。他提到,尽管与卡尔蔡司建立了新的合作关系,飞利浦依然坚持其关键元件必须有第二供应商的原则。
基于这个原因,飞利浦让ASML的前总裁兼CTO Martin van den Brink和他作为光学专家在欧洲寻找第二供应商。他们的目标是光刻镜头,但被分派到了该公司的航空照相部门。尽管最终寻找第二供应商的尝试失败了,但这段经历让他们意识到生产商和客户之间密切专业的合作是高科技产品更好的解决方案。
对于EUV光刻或其他光学光刻技术的未来发展,Braat教授认为,在当前的13.5 nm的光刻波长下,蔡司的非球面EUV投影系统可以实现最高0.55的数值孔径。而在较短的波长上,比如6 nm,制造光学系统在理论上可能的,但由于镜面上的抗反射层太薄,在沉积过程中难免会发生层间材料扩散。因此,EUV是否最终将停止在13.5 nm的光刻波长和0.55的数值孔径上,目前仍然是一个未知数。
Braat教授还谈到了他在代尔夫特理工大学担任学术职务的经历,他认为来自工业公司的经验使他对研究成果的实际应用有了更深刻的理解,为他的教学增添了额外的维度。此外,业界经验对他在国家和欧盟层面申请各种类型的项目也有帮助。他在代尔夫特理工大学与ASML公司保持了长期积极的联系与合作,他们在研究项目的执行和解决方案的探索上给予了他很大的自由度。
作为欧洲光学学会的前主席以及多个著名学会的成员,Braat教授对光学科学的未来及其在解决技术和社会挑战中的作用有着积极的看法。他认为,光学在科学和技术中的角色无处不在,并且具有重大的社会相关性。在科学层面,例如在天文学中,尽管存在射电天文学、X射线天文学和最近的引力波天文学等不同的细分学科,但光学元件在其中均发挥着不可或缺的重要作用。
在应用层面,光学在通信、集成电路制造以及信号调制与加密中起着关键作用。因此,光学的未来是非常光明的。
回顾自己的职业生涯,Braat教授认为他的优势在于应用物理,比如使用他广泛的光学知识设计和改良高科技产品。他在光数据存储和光刻领域,对相同的基础理论在截然不同的环境中的应用很有兴趣。
在消费产品中,亚波长水平的光学质量必须在大规模生产中以极低的成本实现,因此,通常需要特殊的创造力才能够在非常有限的空间中实现便宜、紧凑和稳定的系统。相反,在光刻环境中,更小的波长为材料和测量带来了挑战,这些挑战遍布整个成像系统以及掩模和晶圆的定位和对准。光刻系统则较少受到资金的限制。
对于光学领域的学生和研究人员,Braat教授建议他们在大脑的分析和记忆功能最佳的年华里有效地利用它们。
在技术大学中,应该毫不犹豫地选择更理论的课程。因为在以后的岁月里去学习这些知识会更困难,学习获得的知识也会更快地被遗忘。此外,他还要强调科学伦理。诚实和准确是每个科学家应该具备的品质。科学家总会面临多种压力,被要求加快研究进展并展示不够成熟的结果,或受到政治影响,被要求展示“带颜色”的结果。学生或研究人员应永远不要忘记,个人的力量永远无法改变科学进步的主流方向。
Braat教授还介绍了他的著作《成像光学》的创作背景。他认为写作是一项旷日持久的工作,每年通常只能写一百页的内容。最终,这本近1000页的书《成像光学》于2019年5月由剑桥大学出版社出版,并获得了良好的反响。现在它已经成为了光学专业人员、工程师和科学家希望随身携带的参考书之一。而在年轻一代的培训期中,这本书也被证明是非常有用的光学导论教材。