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【人民网】我国成功研制4米量级碳化硅反射镜
2018-08-27
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 工作人员正在检查4米口径高精度碳化硅非球面反射镜。(张译心摄)

  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。

  项目验收专家组表示,该项目解决了大口径碳化硅非球面反射镜制造难题,形成了具有自主知识产权的4米量级碳化硅非球面反射镜集成制造系统,是我国在大口径光学制造领域的重大技术突破,形成了大口径系列反射镜研制能力,4米口径碳化硅反射镜工程产品为空间大口径光学系统的研制解决了核心技术难题。

  大口径高精度非球面光学反射镜是高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测系统的核心元件,其制造技术是衡量一个国家高性能光学系统研制水平的重要标志。

  面向国家对大型光学仪器的战略需求,2009年底,在中科院和财政部的支持下,中科院长春光机所启动了该项目。

  据介绍,大口径高精度碳化硅非球面反射镜制造主要关键技术瓶颈在于碳化硅材料制备、非球面加工检测以及高性能改性镀膜三个方面。

  中科院长春光机所项目研发团队完成了三个方面的制造设备研制与制造工艺研究,形成了具有自主知识产权的“4米量级高精度碳化硅非球面集成制造平台”,并依托集成制造平台完成4米量级高精度碳化硅非球面反射镜产品研制。

  今年7月,中科院长春光机所完成了直径4.03米口径高精度碳化硅非球面反射镜制造,其核心制造设备以及制造工艺具有自主知识产权。

  据介绍,这是目前公开报道的世界上最大口径碳化硅单体反射镜。该制造系统的成功研制,打破了国外在大口径非球面制造技术的垄断地位,标志着我国该制造领域的技术水平跻身国际先进行列。

  与传统光学玻璃材料相比,碳化硅具有更高的比刚度和热稳定性。大口径碳化硅镜坯的制备中,无约束形变和温场精确控制等技术难度极大。项目研发团队突破了消失模制作、凝胶注模成型、无应力反应连接等多项镜坯制备关键技术,先后成功研制出用于可见光成像的2米、2.4米、3米口径单体碳化硅镜坯和4米口径整体碳化硅镜坯,实现了大口径碳化硅光学材料制备自主可控。

  面临国外对大口径碳化硅非球面加工设备和工艺的封锁的局面,项目研发团队成功研制了适用于大口径碳化硅高精度制造的非球面数控加工中心,突破了高效加工技术瓶颈,并解决了制约大口径非球面高精度检测的关键问题。

  在大口径碳化硅改性镀膜技术方面,项目研发团队在国际上首次研制成功碳化硅反射镜改性与反射膜镀制一体化设备,通过磁控溅射等工艺,提升了膜层质量与可靠性,实现反射镜表面高反射率薄膜镀制,可见至长波红外全谱段反射率优于95%。

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