服务电话:028-65788918


您的位置:主页 > 政策信息 > 我国在大口径光学制造领域获得重大技术突破

公司资讯

我国在大口径光学制造领域获得重大技术突破

发布时间:2018-09-16 15:00

     

  工欲善其事,必先利其器。年夜口径地理千里镜,了一直停是地理学家孳孳以求的利器。

  克日,从长春传来了好音讯。中国迷信院长春景学细密机器与物理钻研所承当的“4米量级高精度SiC非球面反射镜集成制作体系”名目经由过程了验收。验收专家组以为,该名目构成了年夜口径系列反射镜研制才能,是我国在年夜口径光学制作范畴的严重手艺打破。这象征着,我国深空探测、地理了一直雅察体系以及空间对于地了一直雅察将来有能够用上更年夜口径的国产焦点元件——光学反射镜。

  那末,对于地理了一直雅察而言,更年夜的口径地理千里镜象征着甚么?反射镜晶体有分歧的资料可供取舍,它们各有甚么优弱点?镀膜手艺对于进步了一直雅察服从有甚么辅助?分歧的了一直雅察需要对于反射镜制作提出了哪些请求?科技日报记者就此采访了有关专家。

  作为地理千里镜最为主要的部件,有人将用于折射或者反射光芒的镜片比作是千里镜的“眼睛”。千里镜的“眼睛”越年夜越好吗?

  对于此,中国迷信院国度地理台南京地理光学手艺钻研所副钻研员白华给出了一定的谜底。她指出,千里镜口径越年夜,集光才能越强,可能了一直雅察到更暗弱的天体,并且千里镜的空间辨别率也更高,可能了一直雅察到天体更多的细节。

  在中国迷信院长春景学细密机器与物理钻研所副长处张学军看来,为了进步光学千里镜的辨别率,迷信家对于更年夜口径千里镜的寻求是无尽头的。

  在光学千里镜中,可能辨别两个相邻物像的极限辨别角越小,其辨别率就越高。而极限辨别角是由光的波长以及千里镜主镜的直径决议的。一样的波长下,主镜的直径越年夜,极限辨别角就越小,这象征着能看清晰更小的物体。

  究竟上,自1609年伽利略运用地理千里镜仰视星空以来,千里镜了一直停在向更年夜口径倒退。徐徐变年夜的“眼睛”,使光学体系了一直雅察才能络续晋升。

  张学军举例道,口径2.4米的哈勃太空千里镜,最远已经了一直雅察到了间隔地球134亿光年的宇宙深处;口径3.67米AEOS地基千里镜,能探测近地轨道上0.1米巨细的碎片;口径跨越3米的锁眼12(KH-12)卫星相机,对于地辨别率可达0.1米。

  为了取患上更年夜口径的千里镜,迷信家倒退出镜面拼接手艺,将几块较小口径的镜片拼接在一路,合力运作,完成较年夜口径镜片才有的了一直雅察结果。白华引见,这项手艺使患上建筑8米以上的光学千里镜成了能够。

  只管咱们据说过很多分歧的地理千里镜的名字,但整体而言,它们年夜抵能够分为三类:折射式、反射式、折反射式。现在支流、进步前辈的千里镜采纳的是哪一种模式?

  白华引见,一样平常而言,现在用于地理了一直雅察的年夜千里镜的主体布局多为反射式千里镜。这首要是由于反射式千里镜口径能够做患上更年夜,对于了一直雅察波段限定更小。凡是来讲,镜面加工精度越高,膜层反射率越高,越有益于了一直雅察,但也要衡量用处以及用度。

  究竟上,分歧的迷信指标对于千里镜的性能也有着分歧的请求。白华举例道,红外千里镜对于制冷有很高请求,巡天千里镜请求了一直雅察视场年夜,精测千里镜请求辨别率高。对于空间千里镜而言,请求反射镜品质更轻、热波动性更强,是以也对于反射镜的加工制作提出更高的请求。个中,镜坯制作、镜面抛光、反射镜镀膜手艺都是主要关键。

  现在用于建造反射镜镜坯的资料,首要有微晶玻璃、熔石英、碳化硅、硼硅酸盐、金属铍等。白华以为,这几种资料各有长处。

  微晶玻璃以及熔石英运用汗青长,手艺成熟靠患上住,又一次是空中以及空间光学红外千里镜首要采纳的资料。硼硅酸盐在年夜口径地基千里镜中也时常运用,具备热收缩系数小等特色,但其比刚度仅为碳化硅资料的四分之一。

  碳化硅镜面的长处是比刚度高、热波动性好,但因为硬度年夜,致使其抛光难度年夜,对于抛光手艺请求高。美国3.5米赫歇尔空间红外千里镜采纳的便是碳化硅镜坯。

  金属铍镜热容量年夜、比刚度高、分量轻,但金属铍有肯定毒性,建造了一直容易,价钱也比力低廉。美国斯必泽空间红外千里镜就采纳了铍镜,詹姆斯·韦伯太空千里镜也采纳铍镜。

  恰是基于碳化硅资料的个性,张学军领导团队另辟门路,履历数百次实行摸索与工艺验证,打破多项镜坯制备枢纽手艺,建树了年夜口径碳化硅镜坯制作平台。他们前后研制顺利可用于可见光成像的2米、2.4米、3米口径单体碳化硅镜坯以及4米口径总体碳化硅镜坯,后者也是现在地下报导最年夜口径的总体碳化硅反射镜镜坯。

  对于了一直雅察者来讲,千里镜口径天然是越年夜越好。可对于反射镜研制者而言,口径每一晋升一个量级,都象征着更年夜的应战。

  为了包管千里镜的辨别率以及成像品质,光学体系对于反射镜的面型精度有着刻薄的请求,这类精度请求了一直会跟着口径的增年夜而下降。

  张学军以4米口径总体碳化硅镜坯为例说道,其面形精度相称于平坦完一块北京市道积巨细的地皮后,西北角以及东南角的高下差在零点几毫米之内。在如斯高的精度请求下,又一次要包管其布局波动性。

  为此,长春景机所应用计较机管制光学外貌成形手艺,经由过程采纳“应力盘”抛光、磁流变抛光等组合加工手艺,年夜幅度进步了非球面的制作精度以及服从。

  在对于反射镜光学抛光今后,为进步其反射面的反射率,镀膜是必弗成少的一环。对于反射镜面,现在的镀膜手艺已经能使单块镜面在宽波段的反射率到达98%。比方,双子座千里镜(Gemini)在2004年对于主镜面镀了新的珍爱银膜,在宽波段内的均匀反射率到达95%以上。

  我国镀膜手艺程度若何?白华引见,南京地理光学手艺钻研地点高反膜研制方面走在国内前线,设想并镀制出紫外加强性银膜以及金膜,在340纳米—1500纳米的波段规模内,均匀反射率可达98%。这项手艺已经顺利利用在郭守敬千里镜(LAMOST)光谱仪中。对于单片折射镜片,在较宽波段,光芒%以上。

  跟着手艺的络续前进,人们络续研制出性能更壮年夜的千里镜。张学军默示,将来,他们研制的年夜口径碳化硅反射镜将愈来愈多天时用于国产各型年夜口径光电设备上,让来自中国的眼光到达宇宙的更深处。





版权所有:平博

网站备案号:黔ICP备13005187号-4

地址:成都市高新区交子北8单元8888室

联系电话:088-65788918