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制造碳化硅反射鏡的第三步，實現(xiàn)對反射鏡的高精度檢測。

與加工技術(shù)同等重要的是反射鏡檢測技術(shù)，這也直接決定著最終加工精度。超大口徑光學(xué)元件檢測，由于檢測光路長，受重力、檢測環(huán)境干擾嚴(yán)重，需要通過復(fù)雜、精密的檢測環(huán)境控制措施才能實現(xiàn)高精度檢測。為此，長春光機所專門建立了28米高的多功能檢測塔，用于完成大口徑反射鏡檢測工作。

多功能檢測塔

碳化硅鏡坯完成粗拋光之后，由于陶瓷材料表面的細小缺陷，反射鏡表面產(chǎn)生散射，從而降低了光學(xué)性能。通過在碳化硅反射鏡表面鍍制和反射鏡基底結(jié)構(gòu)相近硅材料，使表面缺陷得到改善；然后在改性層基礎(chǔ)上進行精拋光，這種方式可以大幅改善光線在反射鏡表面的散射。最終可以使反射鏡的反射率達到95%以上。

在鏡面材料缺陷改性方面，采用等離子輔助低溫物理氣相沉積（PIAD）方法，在碳化硅反射鏡表面鍍制Si改性層，然后進行面形精加工后，最終在4米反射鏡表面鍍制反射增強膜，使其反射率最終達到光學(xué)系統(tǒng)要求。

科研人員在做鍍膜前準(zhǔn)備工作

至此，碳化硅粉末終于變成了高剛度、高面形精度的4米反射鏡。

與加工工藝同等重要的，還有4米反射鏡制造所需全套制造裝備的研發(fā)。圍繞反射鏡研制流程，項目完成了三個子系統(tǒng)、十余套加工檢測設(shè)備研制，全部自主掌握知識產(chǎn)權(quán)。其中4米量級反應(yīng)燒結(jié)爐、FSGJ-4型非球面數(shù)控光學(xué)加工中心、4米量級大型磁控濺射鍍膜機三套核心裝備達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

其中，4米量級大型磁控濺射鍍膜機高精度大口徑離軸非球面反射鏡的制造技術(shù)是高性能光學(xué)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)，也是促進高分辨率空間對地觀測、深空探測和天文觀測等領(lǐng)域發(fā)展的支撐技術(shù)。

技術(shù)過硬 全球先進

大口徑高質(zhì)量的主反射鏡是建設(shè)太空望遠鏡的技術(shù)突破口。觀察者網(wǎng)專欄作家、加州大學(xué)洛杉磯分校物理系研究員徐令予曾刊文指出，目前各國使用的反射鏡材料主要就是：超低膨脹系數(shù)石英玻璃（ULE)，鈹（Be）和碳化硅。其中，碳化硅是反射鏡材料的上佳選擇。

此前世界最大尺寸的碳化硅反射鏡直徑為3.5米，它是法國為歐洲“赫歇爾”紅外望遠鏡制造的主反射鏡。

另一個使用反射鏡的設(shè)備是大名鼎鼎的美國哈勃太空望遠鏡，它的直徑為2.4米。眾所周知，哈勃望遠鏡在太空的觀測幾乎刷新了人類對于宇宙的認識。而用這種鏡片對地觀測，效果相當(dāng)不一般，分辨率達到了零點一米級。

據(jù)介紹，美偵察衛(wèi)星“鎖眼-11”的主鏡面起初就與哈勃望遠鏡的主鏡面幾乎一致，后期的越來越大，最后的鏡片型號約為3米直徑左右，擁有更好的圖像采集能力。同一系列的“鎖眼-12”也與哈勃望遠鏡采用一樣的方式成像，精度更高，分辨率達到0.1米。外界評價，夸張點說，美軍在查看這些衛(wèi)星圖片的時候，能通過數(shù)人頭的方式知道一只行進中的軍隊的人數(shù)。

觀察者網(wǎng)此前報道，簡氏防務(wù)周刊曾于本月14日關(guān)注了中國最新發(fā)射的高分11號衛(wèi)星。簡氏認為高分11號這枚明確用于軍事目的的衛(wèi)星，可以達到美國“鎖眼-12”號的分米級分辨率，可能能夠?qū)崿F(xiàn)10厘米或更小的地面圖像分辨率，中美的偵察衛(wèi)星差距正在消失。

此次長春光機所研制的反射鏡直徑達4米，其效果可想而知。

目前，美國、加拿大和歐洲22國正共同開發(fā)韋伯太空望遠鏡，這是一款紅外線觀測用太空望遠鏡。質(zhì)量為6.2噸，約為哈勃空間望遠鏡（11噸）的一半。主反射鏡由鈹制成，口徑達到6.5米，面積為哈勃太空望遠鏡的5倍以上。

早在長春光機所研制出4米直徑的碳化硅毛坯時，徐令予便撰文稱，韋伯太空望遠鏡西方不帶中國一起玩。長光所開發(fā)這塊毛坯可能表達了這樣一個態(tài)度：中國決定獨自也要“玩玩”太空望遠鏡?！拔夜烙嬤@塊4米直徑的碳化硅主反射鏡會用在太空中，4米直徑裝進長征五號升空應(yīng)該沒有問題。如果4米直徑的碳化硅反射鏡用在可見光波段，它的分辨率與韋伯很接近，這場太空競爭會有好戲可看?！?/strong>