世界第一！长春光机所造出4M口径碳化硅非球面反射镜

中科院长春光机所副所长研究员张学军表示，现在国际上公开报道的，最大的碳化硅可用的只有1.5米，而长春光机所研制成功了1.5米、2米、3米，4米的碳化硅材料，并且已应用在很多国家重大任务中。

据了解，大口径望远镜为探测宇宙天体、国土资源普查、智慧城市建设、交通设施监测、农业估产、生态环境监测、防灾减灾、公共应急卫生等领域提供了重要的信息支持。而大口径反射镜是大口径望远镜成像的核心关键部件。反射镜直径越大，光学望远镜的分辨率就越高。

碳化硅材料凭借其适中的密度、较高的弹性模量、高度的尺寸稳定性、较小的热膨胀系数、较强的辐射稳定性及良好的光学加工性能等一系列优秀的物理性质，目前已经成为大尺寸光学反射镜的最佳候选材料。

与常规玻璃材料相比，碳化硅比刚度提高了4倍，热导率提升了2个数量级，在相同刚度的情况下，相同口径的碳化硅反射镜重量可降低60%以上。哈勃望远镜φ2.4m主反射镜选用的是美国康宁公司研制的超低膨胀系数石英玻璃（ULE）材料，反射镜重量高达890公斤；而2009年发射升空的赫歇尔望远镜，其φ3.5m主反射镜由于选用了碳化硅材料，反射镜重量仅为250 kg。

长春光机所是我国光学材料的发源地。上世纪９０年代末长春光机所着手从事光学级碳化硅材料研究。然而，大口径复杂形状碳化硅反射镜坯的制造难度极大，特别是镜体的无约束形变和温场精确控制等技术，是世界公认难题。

2009年底，长春光机所启动“4米量级高精度碳化硅非球面反射镜集成制造系统”项目，自主研制大口径高精度非球面反射镜制造系统。

2016年，长春光机所成功自主研制出直径4.03米的单体碳化硅反射镜坯，将其应用于望远镜或卫星上成像，分辨率可达哈勃望远镜的３倍。

项目启动至今历经八年，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”，并依托集成制造平台完成4米量级高精度碳化硅非球面产品研制。（文：化合物半导体市场 Amber整理）

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