多年來，對于大口徑望遠鏡 核心關(guān)鍵部件——大口徑反射鏡的研制，一直成為各國競爭的焦點。中國科學院長春光機所光學系統(tǒng)先進制造中心的實驗室，如今已全面掌握大口徑反射鏡制造的核心技術(shù)，為中國空間探測與開發(fā)起到重要推動作用。系列報道《走進實驗室看新質(zhì)生產(chǎn)力》，今天走進光學系統(tǒng)先進制造重點實驗室，看中國“千里眼”的最大“眼角膜”是如何制造而成的。

總臺記者李琳介紹，如果把光學望遠鏡比作人類的“千里眼”，那么光學望遠鏡中的主反射鏡就可以稱之為“眼角膜”。主反射鏡的口徑越大就意味著光學望遠鏡的空間分辨率就會越高。通俗的說就是會看得更加清楚�，F(xiàn)在，在全球的光學望遠鏡中，主反射鏡采用碳化硅材料、口徑最大的那一塊就誕生于中國科學院長春光機所的實驗室里。

您現(xiàn)在看到的這面巨型碳化硅反射鏡，口徑達到了4.03米。假設(shè)將這面反射鏡安裝到空間相機上，即便是在幾百公里外的高空，也能清晰地捕捉到地面上汽車的輪廓，甚至是汽車的天窗、后視鏡等細節(jié)。

大口徑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(tǒng)的核心元件，它的制造技術(shù)水平是衡量一個國家高性能光學系統(tǒng)研制水平的重要標志。光學系統(tǒng)先進制造重點實驗室就長期致力于大口徑光學反射鏡的研制工作。

光學系統(tǒng)先進制造重點實驗室（中國科學院）副主任、中國科學院長春光機所研究員張舸介紹，碳化硅相對于傳統(tǒng)材料來說，它的比剛度是它們的4倍以上，所以在相同的變形情況下，它的重量只有傳統(tǒng)材料的四分之一。另外它的導熱系數(shù)是傳統(tǒng)材料的兩個數(shù)量級以上，因此大大降低了它的溫控難度。

不過，碳化硅雖然性能優(yōu)良，但它屬于陶瓷材料，硬度高，口徑一旦增大，在制坯的過程中很容易出現(xiàn)裂紋甚至破碎。

總臺記者李琳介紹，在長春光機所的花園里，現(xiàn)在還擺放著一面曾經(jīng)的大口徑反射鏡的實驗鏡。仔細看，在它上面有幾條頭發(fā)絲般粗細大小的裂紋，這些裂紋見證著科研團隊一次又一次的實驗過程。

鏡坯制備是制造碳化硅反射鏡的關(guān)鍵一步，要將微米級的碳化硅粉末變成鏡坯，科研團隊是怎么實現(xiàn)的呢？

光學系統(tǒng)先進制造重點實驗室（中國科學院）副主任、中國科學院長春光機所研究員張舸介紹，這種工藝就像家里做豆腐一樣，先把碳化硅粉放到水中，形成水基漿料，然后像做豆腐點鹵一樣，最后加入各種化學試劑，這種流動的漿料形成膠態(tài)，從而成型，滿足不同場景以及不同設(shè)計需求的輕量化結(jié)構(gòu)。

有了鏡坯，要成為真正的反射鏡，還需要經(jīng)過光學加工、改性和鍍膜等多個程序。而為了保證光學望遠鏡的分辨率和成像質(zhì)量，光學系統(tǒng)對反射鏡的面形精度有著苛刻的要求。對于大口徑反射鏡來說，對面形精度的要求更是達到了極致。

目前，光學系統(tǒng)先進制造重點實驗室（中國科學院）副主任、中國科學院長春光機所研究員張舸介紹，比如4米口徑反射鏡的制造，它的精度要求達到了15個納米。如果我們在一塊小量級口徑上面去制作，相對比較容易，但是對于4米這樣大量級口徑來說，它的難度相當?shù)拇�。就好比在北�?環(huán)內(nèi)去平整地面，它高低起伏不能超過一個毫米。

經(jīng)過20多年的潛心研究，實驗室的科研團隊突破了大口徑碳化硅反射鏡制造的多項關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了大口徑碳化硅反射鏡的全鏈路制造。目前，光學系統(tǒng)先進制造重點實驗室研制的大口徑碳化硅反射鏡已應(yīng)用于多項國家重大工程任務(wù)。

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