我國研制成功世界最大口徑單體碳化硅反射鏡

8月21日，由中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“4米量級高精度碳化硅非球面反射鏡集成制造系統(tǒng)”通過項(xiàng)目驗(yàn)收，標(biāo)志著中國高性能光學(xué)系統(tǒng)研制水平取得重大突破。

高精度大口徑非球面反射鏡的制造技術(shù)是高性能光學(xué)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)，也是促進(jìn)高分辨率空間對地觀測、深空探測和天文觀測等領(lǐng)域發(fā)展的支撐技術(shù)。此前，中國科學(xué)院長春光機(jī)所取得重大技術(shù)突破，完成了4.03米大口徑碳化硅反射鏡研制，這也是公開報(bào)道的世界上最大口徑碳化硅單體反射鏡。這一成果標(biāo)志中國光學(xué)系統(tǒng)制造能力躋身國際先進(jìn)水平，為中國大口徑光電裝備跨越升級奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張學(xué)軍研究員介紹說：“該項(xiàng)目解決我們國家超大口徑光學(xué)元件從鏡坯的制造到光學(xué)高精度加工檢測到系統(tǒng)鍍膜等等一系列關(guān)鍵技術(shù)，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的裝備和生產(chǎn)能力，解決國家重大戰(zhàn)略需求，同時引領(lǐng)我國在高精度光學(xué)制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步�！�

碳化硅陶瓷材料是高穩(wěn)定性光學(xué)反射鏡材料，跟傳統(tǒng)光學(xué)玻璃材料相比大幅提升大口徑成像系統(tǒng)性能。張學(xué)軍說，從碳化硅粉末，到最終變成高剛度、高面形精度的4米反射鏡，中國長春光機(jī)所科研團(tuán)隊(duì)耗時十余年、經(jīng)歷數(shù)百次實(shí)驗(yàn)探索與工藝驗(yàn)證，最終達(dá)到極高的精度標(biāo)準(zhǔn)：“對鏡面形狀精度和表面質(zhì)量極高要求，做到20個納米精度，相當(dāng)于把四米的反射鏡放大到北京市的面積，進(jìn)行土地平整，東南角和西北角的高低差要在正負(fù)零點(diǎn)幾毫米，還要求保持穩(wěn)定�！�

4m口徑高精度碳化硅非球面反射鏡

大口徑碳化硅反射鏡制造難度主要集中在反射鏡鏡坯制造、反射鏡光學(xué)加工等制造工藝環(huán)節(jié)。目前國際上大口徑碳化硅反射鏡鏡坯制造和反射鏡加工技術(shù)一直被美國、法國、德國等少數(shù)西方國家掌握。張學(xué)軍研究員認(rèn)為，長春光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)最終能夠打破壟斷、走通這條難度極大的道路，靠的是“方向正確”和“自主可控”：“我們選擇用最優(yōu)材料碳化硅來解決工程問題，這條路在國際上最大到1米5直徑，一開始認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)很大，十幾年的時間，我們的技術(shù)路線和關(guān)鍵技術(shù)攻克，把這條路走通了，這里涉及到的關(guān)鍵核心裝備，都是咱們自己研制，體現(xiàn)了我們的自主可控。”