喜大普奔，中國這一技術超美國為首的西方國家登頂世界！

近日，據國內媒體報道，中科院長春光機所成功研製出，世界上口徑最大（4.03米）的碳化硅單體反射鏡。這意味著我國光學系統製造能力已達到世界頂尖水平，這為我國大口徑光電裝備改造、升級跨入一個新的層次夯實了基礎。

口徑大小決定光學望遠鏡的觀測距離與解析度的高低；自從伽利略望遠鏡現世以來，大口徑望遠鏡就成為天文觀測與空間對地觀測最終的追求。要知道，口徑為2.4米的哈勃太空望遠鏡，就能觀測到距地球134億光年的宇宙深處；口徑為3.67米的AEOS地基望遠鏡，能探測到近地軌道0.1米大小的碎片；口徑超過3米的鎖眼12衛星相機，對地解析度可高達0.1米；從這些例子中我們可以看出口徑大小對望遠鏡的重要之處。

現在世界上主流的大口徑光學系統都是使用反射式結構，影響大口徑光學系統解析度的核心是主鏡口的核心；但當口徑超過一定量級時，光學加工與光學材料在技術上就會面臨極大的風險與挑戰。因為，為了保證望遠鏡的成像質量與解析度，光學系統對反射鏡的面型精度有著幾乎苛刻的要求，這也是大口徑光學系統難造的原因。

中國之所以一直不能自主研製4米量級大口徑的反射鏡，主要是大口徑反射鏡鏡坯製造技術與反射鏡加工技術等，長期被美、法、德為首的少數西方國家管控。無奈之下，中科院長春光機所十年磨一劍，在2016年研製出完全具有自主知識產權，而且還是世界上口徑最大的碳化硅反射鏡胚。這次中科院長春光機所不僅打破西方技術封鎖，還進行技術反超的確讓中國出了口惡氣。

雖然中科院長春光機所，研製出了4米量級碳化硅鏡胚，為研製4米口徑反射鏡解決了最核心的難題，但後續的材料選用與加工仍有許多問題亟待解決。例如：當反射鏡面積增大，碳化硅硬度極高的特性，給反射鏡加工的方法帶來了新挑戰；同時，作為一種陶瓷材料的碳化硅，在光學粗拋光後，表面存在的細微缺陷，會影響反射率等光學性能，所以後續鏡面處理相關工藝仍需改進。

為了解決材料加工與鏡面材料處理方面的短板，中科院長春光機所通過綜合CCOS技術與「應力盤」拋光、磁流變拋光等加工技術，從大大提升非球面的製造精度與效率；同時，中科院長春光機所還採用擺臂輪廓儀檢測、光學零位補償干涉測量等這些先進的檢測技術，完成了4米反射鏡原位檢測的目標；最後才實現了4米大口徑非球面反射鏡高精度光學加工的研製。

對於鏡面材料缺陷的問題，中科院長春光機所運用等離子輔助低溫物理氣相沉積（PIAD）的方法；首先，在碳化硅反射鏡表面鍍制Si改性層，然後對反射鏡面的面形進行精加工，最後在4米反射鏡表面鍍制反射增強膜，讓鏡面的反射率達到光學系統要求。

可以說，中科院長春光機所的成功，是所有工作人員一步步試錯、一步步總結、一步步改進的結果。不過世上無難事只怕有心人，皇天終沒有負長春光機所工作人員付出的辛勤汗水；中國正是有這樣一群腳踏實地、默默奉獻的人才會不斷給祖國和人民帶來奇蹟!

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