可能我們(men) 理解的望遠鏡應該是兩(liang) 片透明的,但實際上大型的望遠鏡卻顛覆了常人的想象,裏邊的鏡片並不是透明的,而是一種有特定光滑平麵的材料。反射式大型光學望遠鏡看的遠不遠、清不清晰都取決(jue) 於(yu) 內(nei) 部發射鏡的口徑和光滑程度。世界著名的哈勃望遠鏡用的鏡片就是這種,口徑達到了2.4米,最遠能觀測到距地球134億(yi) 光年的宇宙深處。

2018年8月21日,中科院長春光機所研製的口徑為(wei) 4.03米的碳化矽反射鏡成功驗收,這也標誌著我國光學係統製造能力躋身進了國際先進的水平,為(wei) 我國大口徑光電裝備跨越升級奠定了基礎。有意思的是,為(wei) 了研磨這個(ge) 反射鏡,長春光機所竟然專(zhuan) 門造了一棟樓來加工和存放。造大口徑的反射鏡究竟有多難?
大口徑的光學習(xi) 通一般都是使用的反射式結構,其中主鏡口徑直接決(jue) 定了係統分辨能力,所以這又是這一套係統中最關(guan) 鍵也是最難的部分。其實隻要當口徑超過一定的量,那就會(hui) 對材料和加工帶來相當大的難度。為(wei) 了能夠保障望遠鏡的分辨率和成像質量,光學係統對反射鏡麵型精度有著非常嚴(yan) 苛的要求,精度不能隨著口徑變大而下降。
口徑增大,首先材料就需要保持住固有的穩定性。國際上經常使用的反射鏡材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化矽和金屬鈹等,而這些材料中碳化矽又是最穩定的,不是說掌握了材料就能造出來。大口徑反射鏡鏡坯工藝和後續的加工技術很長時間都被美、法、德等幾個(ge) 西方國家給壟斷。很遺憾,我國在這方麵一直都沒什麽(me) 進展。
就是在這樣的情況下,我國中科院長春光機所利用十多年的時間,通過不斷的鑽研,終於(yu) 在2016年研製出了自己的,世界上最大口徑的4.03米碳化矽反射鏡坯。但這並不算完,後續的道路依舊是充滿各種挑戰,首先還需要攻克因為(wei) 大麵積帶來的材料加工問題。這就需要一種新的加工工藝來打磨碳化矽。

長春光機所利用一些已經掌握的技術組合,通過計算機掌控,成功實現將製造精度和效率提高,最終完成了4米口徑非球麵反射鏡的高精度光學加工。至於(yu) 材料本身的缺陷上也做了優(you) 化,實現在反射鏡表麵鍍製反射增強膜,反射率達到了光學係統要求。
這種大口徑的反射鏡片可以在很多地方使用,像偵(zhen) 察衛星、地麵光學測控設備等。尤其是在偵(zhen) 察衛星上的運用,可以一舉(ju) 超越美國,讓中國大型戰略武器更加具有威懾力。這種鏡片的成本可以說非常貴,4米直徑的價(jia) 格在1億(yi) 人民幣左右,我國也算是擺脫了花大價(jia) 錢進口小口徑反射鏡的尷尬局麵。
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