大口径光学镜头中的4米量级碳化硅反射镜是怎样“炼”成的
来源：www.vision-lens.com 发布时间：2023年07月27日
在2018年7月，中国科学院长春光学精密器械与物理研究所完成了4.03米大口径碳化硅反射镜研制，它也是目前为止世界上口径最大的单体碳化硅反射镜。 4米量级碳化硅反射镜的研制成功，不仅标志着我国光学系统先进制造能力达到国际先进水平，也为我国大口径光电装备跨越升级奠定了坚实基础。
站在4米碳化硅反射镜旁边，顿时感觉自己很渺小。反射镜像一个巨大的圆环形圆盘，镜面在灯光的照射下闪闪发亮，犹如刚出生婴儿的眼睛一般闪亮。如果把这只大眼睛装到望远镜里，将极大的提升望远镜的分辨率。那么这只美丽的大眼睛是怎样炼成的呢？
大口径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，其制造技术水平是衡量一个国家高性能光学系统研制水平的重要标志。
大口径光学反射镜的制造难度主要集中在反射镜镜坯制造、反射镜光学加工等制造工艺环节。如何把碳化硅粉末最终变成高刚度、高面形精度的4米反射镜？让我们一起来看一下科研人员如何像变魔术一样，化腐朽为神奇吧。
制造碳化硅反射镜的第一步，就是将碳化硅粉末烧制成整体的反射镜镜坯。4米碳化硅反射镜绝不仅仅是看着美丽，要想能够实际工程化应用，必须达到并保持极高面形精度（RMS值优于20nm），而这种高精度面形的保持正是依赖于反射镜“强健的筋骨”——碳化硅陶瓷镜坯。
国际上常用的反射镜基体材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅、金属铍，以及碳纤维/碳化硅复合材料等。与其他材料相比，碳化硅具有更大的比刚度（E/ρ）和热稳定性(λ/α)，这使得在实现同样的光学口径和精度要求下，碳化硅反射镜具有更小的重量和更优的热稳定性，因此碳化硅也成为大口径反射镜镜坯材料中的佼佼者。
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站在4米碳化硅反射镜旁边，顿时感觉自己很渺小。反射镜像一个巨大的圆环形圆盘，镜面在灯光的照射下闪闪发亮，犹如刚出生婴儿的眼睛一般闪亮。如果把这只大眼睛装到望远镜里，将极大的提升望远镜的分辨率。那么这只美丽的大眼睛是怎样炼成的呢？
大口径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，其制造技术水平是衡量一个国家高性能光学系统研制水平的重要标志。
大口径光学反射镜的制造难度主要集中在反射镜镜坯制造、反射镜光学加工等制造工艺环节。如何把碳化硅粉末最终变成高刚度、高面形精度的4米反射镜？让我们一起来看一下科研人员如何像变魔术一样，化腐朽为神奇吧。
制造碳化硅反射镜的第一步，就是将碳化硅粉末烧制成整体的反射镜镜坯。4米碳化硅反射镜绝不仅仅是看着美丽，要想能够实际工程化应用，必须达到并保持极高面形精度（RMS值优于20nm），而这种高精度面形的保持正是依赖于反射镜“强健的筋骨”——碳化硅陶瓷镜坯。
国际上常用的反射镜基体材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅、金属铍，以及碳纤维/碳化硅复合材料等。与其他材料相比，碳化硅具有更大的比刚度（E/ρ）和热稳定性(λ/α)，这使得在实现同样的光学口径和精度要求下，碳化硅反射镜具有更小的重量和更优的热稳定性，因此碳化硅也成为大口径反射镜镜坯材料中的佼佼者。
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