您的位置:澳门皇冠金沙网站-澳门金莎娱乐手机版 > 科技产品 > 国内一贯不富有自己作主创制4米量级大标准反射

国内一贯不富有自己作主创制4米量级大标准反射

2019-11-25 16:48

9月25日下午,应我校物理与材料科学学院邀请,中国科学院光电技术研究所副研究员、博士生导师程云涛来我校讲学。报告会在物理南楼二楼报告厅举行,物理与材料科学学院相关领导、相关专业教师、研究生和本科生百余人参加了报告会。

图片 1

图片 2

程云涛主要以《轻量化反射镜技术及应用》为题,向大家介绍了关于蜂窝夹芯轻量化反射镜及其关键技术,展示了中科院光电所轻量化反射镜技术发展及显示度产品,最后总结了轻量化反射镜技术的未来发展。其间他介绍了随着望远镜的尺寸和质量的增加,制作费用、复杂程度和成本随之增加 , 因此人们注意小型和轻型望远镜的研究。折反式或全反式光学系统的主要光学零件是反射镜,如何使这些反射镜质量减少,又能保证所要求的光学性能,是研制轻型望远系统及航天遥感仪器的重要技术途径。蜂窝夹层板作为一种轻型复合材料,具有弯曲刚度大、强度高、稳定性好、隔声隔热效果好等特点。因此报告首先介绍了望远镜的发展历程,说明了大口径反射镜轻量化的必要性。报告结束后,他与现场师生进行了互动,就大家提出的相关问题,给予了耐心细致的解答。

  拼装中的詹姆斯·韦伯望远镜镜片

4米口径高精度碳化硅非球面反射镜张译心摄/光明图片

专家简介:

图片 3

图片 4

程云涛,中国科学院光电技术研究所副研究员,博士生导师。主要从事低膨胀材料蜂窝夹芯结构轻量化反射镜。申请国防专利20项,负责和参与了原“863”计划多个大型项目的研制,先后完成多个大型光电系统中的Ф1.8米、Ф2米、Ф4.06米大口径轻量化主反射镜的研制工作,获得2016年军队科技进步一等奖。主持完成了20余套大型非标专用设备的研制建造,建立了4米级熔石英/ULE材料蜂窝夹芯结构轻量化反射镜研制平台,使我国成为继美国之后第二个拥有该类能力的国家。向航天配套多个空间光学平台的蜂窝夹芯轻量化反射镜,部分空间光学平台已作为标准型号出口海外。

  工欲善其事,必先利其器。大口径天文望远镜,一直是天文学家孜孜以求的利器。

研究人员在观察加工中的碳化硅反射镜张译心摄/光明图片

(物理与材料科学学院 张浩兴)

  近日,从长春传来了好消息。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的“4米量级高精度SiC非球面反射镜集成制造系统”项目通过了验收。验收专家组认为,该项目形成了大口径系列反射镜研制能力,是我国在大口径光学制造领域的重大技术突破。这意味着,我国深空探测、天文观测系统以及空间对地观测未来有可能用上更大口径的国产核心元件——光学反射镜。

记者日前从中国科学院获悉,由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的国家重大科研装备研制项目“4米量级高精度SiC非球面反射镜集成制造系统”通过项目验收。这是公开报道的世界上最大口径碳化硅单体反射镜,标志我国光学系统制造能力跻身国际先进水平,为我国大口径光电装备跨越升级奠定了坚实基础。

  那么,对天文观测而言,更大的口径天文望远镜意味着什么?反射镜晶体有不同的材料可供选择,它们各有什么优缺点?镀膜技术对于提高观测效率有什么帮助?不同的观测需求对反射镜制造提出了哪些要求?科技日报记者就此采访了相关专家。

大口径高精度非球面光学反射镜是高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测系统的核心元件,其制造技术水平对一个国家的国防安全、国民经济建设、基础科研能力具有重要意义,也是衡量一个国家高性能光学系统研制水平的重要标志。而碳化硅陶瓷材料是国际光学界公认的高稳定性光学反射镜材料,采用碳化硅材料可大幅提高大口径成像系统的性能。例如,对光学望远镜而言,反射镜的口径决定了望远镜的分辨率——越是大口径反射镜的望远镜看得越清楚。

  为啥要造大镜片 为了看得更远更清楚

但是,做科学上能用的“大镜子”是件很难的事,当口径超过一定量级时,会给光学材料和光学加工带来巨大的挑战。4米,是一个坎——以可见光波段观测为例,面型精度也就是镜面的平整程度要求优于20纳米,相对于4米的反射镜来说,这大概相当于把北京市面积大小的土地平整到高度差别小于1毫米。长期以来,大口径反射镜镜坯制造和反射镜加工技术一直被美国、法国、德国等少数西方国家掌握,我国始终不具备自主制造4米量级大口径反射镜能力。

  作为天文望远镜最为重要的部件,有人将用于折射或反射光线的镜片比作是望远镜的“眼睛”。望远镜的“眼睛”越大越好吗?

在项目负责人、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员张学军的带领下,项目研发团队历经九年技术攻关,完成了碳化硅镜坯制备、非球面加工检测、碳化硅表面改性镀膜的制造设备研制与制造工艺研究,形成了具有自主知识产权的4米量级高精度碳化硅非球面集成制造平台,完成了4米量级高精度碳化硅非球面产品的研制。

  对此,中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所副研究员白华给出了肯定的答案。她指出,望远镜口径越大,集光能力越强,能够观测到更暗弱的天体,而且望远镜的空间分辨率也更高,能够观测到天体更多的细节。

张学军介绍,大口径高精度碳化硅非球面反射镜制造主要关键技术瓶颈在于碳化硅材料制备、非球面加工检测和高性能改性镀膜三个方面。在碳化硅材料制备技术方面,研发团队掌握了多项镜坯制备关键技术,建立了大口径碳化硅镜坯制造平台,并先后研制成功2米、3米单体碳化硅镜坯,4米口径整体碳化硅镜坯,实现了我国大口径碳化硅光学材料自主可控。在大口径碳化硅非球面加工检测技术方面,研发团队在国内首次研制成功适用的非球面数控加工中心,创造性地提出一体化加工设备方案,完成了4米量级碳化硅非球面高精度加工,加工精度优于16纳米,全面实现4米量级碳化硅高精度加工与检测技术自主可控。在大口径碳化硅改性镀膜技术方面,研发团队在国际上首次研制成功SiC反射镜改性与反射膜镀制一体化设备,首次应用磁控溅射技术完成4米量级碳化硅表面改性,满足高质量光学表面的抛光需求,实现4米碳化硅反射镜表面高反射率薄膜镀制,可见至长波红外全谱段反射率优于95%。

  在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所副所长张学军看来,为了提高光学望远镜的分辨率,科学家对更大口径望远镜的追求是无止境的。

据介绍,基于本项目研制完成的1.5米和2米量级碳化硅非球面反射镜已成功应用于国家重大型号任务中。未来,4米量级碳化硅非球面反射镜也将应用于国家地基大型光电系统,为大口径光学系统的研制解决核心技术难题。

  在光学望远镜中,能够分辨两个相邻物像的极限分辨角越小,其分辨率就越高。而极限分辨角是由光的波长和望远镜主镜的直径决定的。同样的波长下,主镜的直径越大,极限分辨角就越小,这意味着能看清楚更小的物体。

(原载于《光明日报》 2018-08-2308版)

本文由澳门皇冠金沙网站-澳门金莎娱乐手机版发布于科技产品,转载请注明出处:国内一贯不富有自己作主创制4米量级大标准反射

关键词: