3国产高精度大口径碳化硅非球面光学系统成功磨制.PDF

国产高精度大口径碳化硅非球面光学系统成功磨制 碳化硅是上个世纪 70 年代发展起来的新型光学材料，由于其比刚度高、热稳 定性好、热膨胀系数小、热导率大、抗热震性优良、耐磨损性、耐化学腐蚀性高、 机械性能各向同性和无毒等优点，在空间天文光学、南极天文学等领域具有重要的 应用前景。鉴于目前我国空间碳化硅反射镜主要依赖进口，采用国产碳化硅镜坯材 料突破碳化硅反射镜磨制工艺技术更具备特殊意义。 为满足空间天文光学系统的重大需求，南京天文光学技术研究所于 2005 年在 国内率先开展国产碳化硅镜坯材料光学反射镜磨制工艺技术的研究，口径520mm 的 凹椭球面反射镜、减重率达70%，由国内著名光学与材料专家组成的验收组对该项 工作给予了高度评价，指出该项工作“在国内首次成功解决了大口径轻量化碳化硅 非球面反射镜的光学镜面磨制的关键技术”。 碳化硅反射镜磨制的难点在于硬度高、提高粗糙度的工艺与常规光学材料不 同。南京天文光学技术研究所研制小组经过多年的工艺研究与探索，针对大口径碳 化硅非球面反射镜光学磨制的难点和要点进行技术攻关，形成了一整套特殊工艺。 随着近几年来碳化硅非球面镜应用需求的急剧增加，2010 年南京天文光学技术研 究所已成功磨制出口径642mm、口径528mm 等多套国产碳化硅非球面镜光学系统， 检测结果显示，表面面形精度RMS 值优于 λ/70 （λ=632.8nm），粗糙度均方差值 已达 0.89nm，达到国际先进水平。目前已成功应用于我国空间光学系统中，这标 志着我国高精度大口径碳化硅镜面的研制技术迈上新台阶。这项工作为今后在空间 天文望远镜、南极天文学等重大科研项目上的应用奠定了坚实的基础。 Φ528mm 凹椭球面：Rms=0.016λ （优于λ/60，λ=632.8nm ） Φ642mm 凹椭球面：Rms=0.0136λ （优于λ/70，λ=632.8nm ）