光學材料:中科院研製成功520毫米國產碳化矽非球麵鏡光學係統

中國科學院南京天文光學技術研究所率先研製成功口徑520毫米國產碳化矽非球麵鏡光學係統，並通過專家組的驗收，這標誌著我國高精度大口徑碳化矽鏡麵的研製技術邁上新台階。 

作為新型光學材料，碳化矽由於其本身的硬度、材料密度等特點而難以進行光學磨製。為了研製碳化矽非球麵鏡光學係統，天光所鏡麵實驗室的研究小組對常壓燒結碳化矽鏡的光學工藝進行了深入的研究，實驗磨製多塊小口徑的碳化矽鏡麵，不斷探索碳化矽的光學工藝方法，以達到更精細的碳化矽鏡麵粗糙度。對多塊碳化矽鏡麵的粗糙度進行檢測結果顯示，粗糙度最好的均方差值優於1納米(0.89納米)，達到了國際最先進水平。在小樣實驗的基礎上，鏡麵實驗室承擔了口徑520毫米橢球麵碳化矽主鏡和口徑114毫米雙曲麵碳化矽次鏡的光學鏡麵係統研製。且這套主鏡和次鏡均為輕量化結構鏡坯，更增加了光學鏡麵的磨製難度。

這是國內首次成功解決了口徑520毫米輕量化碳化矽非球麵反射鏡的光學鏡麵研製的關鍵技術；對減重率為70%的520毫米非球麵碳化矽主鏡和117毫米次鏡進行了光學磨製，鏡麵麵形均方根誤差均優於15納米 (主鏡優於五十分之一波長，次鏡優於六十分之一波長)，主鏡鏡麵粗糙度優於1.8納米，次鏡鏡麵粗糙度優於1.5納米；對碳化矽鏡麵進行了鍍銀膜實驗，在 500－800納米波長範圍內，口徑520毫米主鏡的反射率為90.5%，口徑114毫米次鏡反射率為93.8%。以上數據表明，南京天文光學技術研究所碳化矽反射鏡的研製水平處於國內領先地位，多項指標達到國際最先進水平，這項工作為國產輕量化大口徑碳化矽光學係統的工程應用奠定基礎，具有開創性意義。

據悉，碳化矽是上個世紀70年代發展起來的新型光學鏡麵材料，由於碳化矽材料具有比剛度高、導熱快、熱性能和機械性能各向同性等優點，在空間、天文光學其他光學領域都有重要的應用前景。