4.03米大口徑碳化矽非球面光學反射鏡研製成功
“我們完成了直徑4.03米口徑高精度碳化矽(SiC)非球面反射鏡製造,對其核心製造設備以及製造工藝擁有自主知識產權。”中科院長春光機所副所長張學軍21日在項目驗收會上介紹。大口徑高精度非球面光學反射鏡是高分辨率空間對地觀測、深空探測和天文觀測系統的核心元件,其製造技術水平對國防安全、國民經濟建設、基礎科研能力而言具有重要意義。
作為一種高穩定性的光學反射鏡材料,碳化矽材料具有更輕的質量、更高的比剛度和熱穩定性。但受相關技術條件所限,在此前相當長一段時間內,國際上公開報導的單體碳化矽反射鏡的最大口徑僅為1.5米。
張學軍帶領團隊另闢蹊徑,經歷數百次實驗探索與工藝驗證,突破多項鏡坯製備關鍵技術,建立了大口徑碳化矽鏡坯製造平台,並先後研製成功可用於可見光成像的2米、2.4米、 3米口徑單體碳化矽鏡坯和4米口徑整體碳化矽鏡坯。
研製成鏡坯還只是第一步。作為大口徑光電裝備的核心元件,對鏡面的面形精度和表面質量有著極高要求。“相當於平整完一塊北京市面積大小的土地後,東南角和西北角的高低差在正負零點幾毫米以內,在這樣一個精度要求下,還要保證其結構穩定。”張學軍介紹,在碳化矽材料製備上取得突破的同時,他們還攻克了另兩項技術瓶頸——大口徑碳化矽非球面加工檢測以及高性能改性、鍍膜。
會上,中科院長春光機所承擔的“4m量級高精度SiC非球面反射鏡集成製造系統”項目通過了驗收。驗收專家組認為,該項目形成了大口徑系列反射鏡研製能力,是我國在大口徑光學製造領域的重大技術突破。