昨日，中科院長春光機所宣布研制的4米量級大口徑碳化硅反射鏡成功通過驗收。
中科院長春光機所副所長研究員張學(xué)軍表示，現(xiàn)在國際上公開報道的，最大的碳化硅可用的只有1.5米，而長春光機所研制成功了1.5米、2米、3米，4米的碳化硅材料，并且已應(yīng)用在很多國家重大任務(wù)中。
據(jù)了解，大口徑望遠(yuǎn)鏡為探測宇宙天體、國土資源普查、智慧城市建設(shè)、交通設(shè)施監(jiān)測、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、公共應(yīng)急衛(wèi)生等領(lǐng)域提供了重要的信息支持。而大口徑反射鏡是大口徑望遠(yuǎn)鏡成像的核心關(guān)鍵部件。反射鏡直徑越大，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的分辨率就越高。
碳化硅材料憑借其適中的密度、較高的彈性模量、高度的尺寸穩(wěn)定性、較小的熱膨脹系數(shù)、較強的輻射穩(wěn)定性及良好的光學(xué)加工性能等一系列優(yōu)秀的物理性質(zhì)，目前已經(jīng)成為大尺寸光學(xué)反射鏡的最佳候選材料。
與常規(guī)玻璃材料相比，碳化硅比剛度提高了4倍，熱導(dǎo)率提升了2個數(shù)量級，在相同剛度的情況下，相同口徑的碳化硅反射鏡重量可降低60%以上。哈勃望遠(yuǎn)鏡φ2.4m主反射鏡選用的是美國康寧公司研制的超低膨脹系數(shù)石英玻璃（ULE）材料，反射鏡重量高達(dá)890公斤；而2009年發(fā)射升空的赫歇爾望遠(yuǎn)鏡，其φ3.5m主反射鏡由于選用了碳化硅材料，反射鏡重量僅為250 kg。
圖片來源：拍信網(wǎng)正版圖庫
長春光機所是我國光學(xué)材料的發(fā)源地。上世紀(jì)９０年代末長春光機所著手從事光學(xué)級碳化硅材料研究。然而，大口徑復(fù)雜形狀碳化硅反射鏡坯的制造難度極大，特別是鏡體的無約束形變和溫場精確控制等技術(shù)，是世界公認(rèn)難題。
2009年底，長春光機所啟動“4米量級高精度碳化硅非球面反射鏡集成制造系統(tǒng)”項目，自主研制大口徑高精度非球面反射鏡制造系統(tǒng)。
2016年，長春光機所成功自主研制出直徑4.03米的單體碳化硅反射鏡坯，將其應(yīng)用于望遠(yuǎn)鏡或衛(wèi)星上成像，分辨率可達(dá)哈勃望遠(yuǎn)鏡的３倍。
項目啟動至今歷經(jīng)八年，完成了碳化硅鏡坯制備、非球面加工檢測、碳化硅表面改性鍍膜的制造設(shè)備研制與制造工藝研究，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“4米量級高精度碳化硅非球面集成制造平臺”，并依托集成制造平臺完成4米量級高精度碳化硅非球面產(chǎn)品研制。（文：集邦化合物半導(dǎo)體 Amber整理）
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