我国研制成功世界最大口径单体碳化硅反射镜

8月21日，由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的国家重大科研装备研制项目“4米量级高精度碳化硅非球面反射镜集成制造系统”通过项目验收，标志着中国高性能光学系统研制水平取得重大突破。 
 
高精度大口径非球面反射镜的制造技术是高性能光学系统的核心关键技术，也是促进高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测等领域发展的支撑技术。此前，中国科学院长春光机所取得重大技术突破，完成了4.03米大口径碳化硅反射镜研制，这也是公开报道的世界上最大口径碳化硅单体反射镜。这一成果标志中国光学系统制造能力跻身国际先进水平，为中国大口径光电装备跨越升级奠定了坚实基础。该项目负责人张学军研究员介绍说：“该项目解决我们国家超大口径光学元件从镜坯的制造到光学高精度加工检测到系统镀膜等等一系列关键技术，形成自主知识产权的装备和生产能力，解决国家重大战略需求，同时引领我国在高精度光学制造产业的技术进步。”  [好文分享：www.ii77.com]
 
碳化硅陶瓷材料是高稳定性光学反射镜材料，跟传统光学玻璃材料相比大幅提升大口径成像系统性能。张学军说，从碳化硅粉末，到最终变成高刚度、高面形精度的4米反射镜，中国长春光机所科研团队耗时十余年、经历数百次实验探索与工艺验证，最终达到极高的精度标准：“对镜面形状精度和表面质量极高要求，做到20个纳米精度，相当于把四米的反射镜放大到北京市的面积，进行土地平整，东南角和西北角的高低差要在正负零点几毫米，还要求保持稳定。” 
 

 
4m口径高精度碳化硅非球面反射镜

 
大口径碳化硅反射镜制造难度主要集中在反射镜镜坯制造、反射镜光学加工等制造工艺环节。目前国际上大口径碳化硅反射镜镜坯制造和反射镜加工技术一直被美国、法国、德国等少数西方国家掌握。张学军研究员认为，长春光机所研究团队最终能够打破垄断、走通这条难度极大的道路，靠的是“方向正确”和“自主可控”：“我们选择用最优材料碳化硅来解决工程问题，这条路在国际上最大到1米5直径，一开始认为风险很大，十几年的时间，我们的技术路线和关键技术攻克，把这条路走通了，这里涉及到的关键核心装备，都是咱们自己研制，体现了我们的自主可控。” 
 
据介绍，2022年，在中国空间站的多功能光学设施上，将使用中国自主研制的大口径反射镜。未来，4米量级反射镜也将应用在中国新一代光电观测系统中。

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