長春光機所4米量級大口徑碳化硅反射鏡成功通過驗收

作者 | 發布日期 2022 年 12 月 22 日 17:24 | 分類 碳化硅SiC

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軍表示,現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,并且已應用在很多國家重大任務中。

據了解,大口徑望遠鏡為探測宇宙天體、國土資源普查、智慧城市建設、交通設施監測、農業估產、生態環境監測、防災減災、公共應急衛生等領域提供了重要的信息支持。而大口徑反射鏡是大口徑望遠鏡成像的核心關鍵部件。反射鏡直徑越大,光學望遠鏡的分辨率就越高。

碳化硅材料憑借其適中的密度、較高的彈性模量、高度的尺寸穩定性、較小的熱膨脹系數、較強的輻射穩定性及良好的光學加工性能等一系列優秀的物理性質,目前已經成為大尺寸光學反射鏡的最佳候選材料。

與常規玻璃材料相比,碳化硅比剛度提高了4倍,熱導率提升了2個數量級,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石英玻璃(ULE)材料,反射鏡重量高達890公斤;而2009年發射升空的赫歇爾望遠鏡,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:拍信網正版圖庫

長春光機所是我國光學材料的發源地。上世紀90年代末長春光機所著手從事光學級碳化硅材料研究。然而,大口徑復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,是世界公認難題。

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”項目,自主研制大口徑高精度非球面反射鏡制造系統。

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,將其應用于望遠鏡或衛星上成像,分辨率可達哈勃望遠鏡的3倍。

項目啟動至今歷經八年,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備研制與制造工藝研究,形成了具有自主知識產權的“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品研制。(文:集邦化合物半導體 Amber整理)

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