Высокая Точность Карбида Кремния Асферические Зеркала

Не так давно, Чанчуньским институтом оптического машиностроения, предпринятым национальным крупным научно-исследовательским проектом по разработке оборудования «4-метровая высокоточная система производства асферического зеркала из карбида кремния» через приемку проекта. Это крупнейшее в мире открытое зеркало из карбида кремния с апертурой. Достижение результатов, также отмечает производственные мощности оптической системы Китая среди международного передового уровня, для крупнокалиберного оптоэлектронного оборудования Китая через модернизацию заложил прочную основу.

Диаметр 4 метра, вес 1,6 тонны «большого зеркала» похож на огромный кольцевидный диск-если его установить на телескоп, это значительно повысит его разрешение.

«Современные крупнокалиберные оптические системы используются в отражающих структурах, в которых апертура главного зеркала напрямую определяет разрешающую способность системы, чем больше калибр, тем выше разрешение и точность оптического телескопа». 4-метровые эксперты по приемке проекта рефлектора из карбида кремния, сказал академик Китайской инженерной академии Цзян Хуйлинь.

Сделать отражатель с большой апертурой непросто. «Верхний предел диафрагмы отражателя зависит от производственных и технологических возможностей. В то же время, чтобы обеспечить разрешение и качество изображения телескопа, отражатель должен иметь очень высокую точность поверхности». Чанчунь институт оптического машиностроения, заместитель директора Чжан Сюэцзюнь введение, видимой длины волны наблюдения, например, требования к точности поверхности по крайней мере 1/30 выше длины волны, Который похож на 4-метровый отражатель, увеличенный до размера города, выравнивание земли и требует юго-восточного угла и северо-западного угла разницы высот между плюс-минус несколькими миллиметрами, выравнивание земли должно быть менее 1 миллиметра. Это отражает материал зеркала пустой и оптически технология обработки выдвинула весьма строгие требования.

Для заготовок зеркал отражателя удельная жесткость и термическая стабильность материала должны быть как можно большими, чтобы с увеличением диафрагмы жесткость материала по-прежнему могла обеспечивать стабильность формы лица, в меньшей степени подверженную влиянию тепловой среды, И способствует снижению веса системы.

На международном уровне широко используемыми материалами для зеркальных зеркал являются кварцевое стекло, микрокристаллическое стекло, карбид кремния, металлический бериллий и т. Д. Карбид кремния с его превосходной удельной жесткостью и термической стабильностью стал любимыми альтернативными материалами для зеркал.

Хотя карбид кремния обладает отличными характеристиками, быстрой теплопроводностью, небольшой тепловой деформацией, но по сравнению с другим сырьем, таким как микрокристаллическое стекло, его производственная сложность также больше-сам карбид кремния относится к керамике, как только калибр увеличивается, спекание склонен к трещинам или даже сломанным, Когда-то считалось, что не в состоянии пробить предел калибра в 1,5 метра.

«Зеркало большого калибра зеркало пустой производство и зеркальная технология обработки была освоена несколькими западными странами, Китай никогда не имел возможности самостоятельно производить зеркала большого калибра 4-метрового класса.» Чжан Сюэцзюнь откровенно говоря. Для того, чтобы сломать монополию, в конце 1990-х годов, Чанчунь институт оптического машиностроения заложил оптический класс карбида кремния керамические материалы исследования. Команда провела более 10 лет, испытала сотни экспериментальных исследований и проверки процесса, пробила зеркальную заготовку из карбида кремния калибра 1 м, 2 м, наконец, в 2016 году успешно разработала зеркальную заготовку из карбида кремния калибра 4 м.

Зеркальные заготовки есть, но чрезвычайно высокая твердость карбида кремния также создает новые проблемы для метода обработки. Кроме того, карбид кремния имеет незначительные дефекты на поверхности после оптической грубой полировки, которые могут повлиять на оптические свойства, такие как отражательная способность, и, таким образом, свойства поверхности должны быть улучшены последующими процессами.

Группа по проекту использовала оптическую форму поверхности с компьютерным управлениемТехнология ing, благодаря использованию полировки «напряженного диска», магнитореологической полировки и других комбинаций технологий обработки, значительно повышая точность изготовления и эффективность асферической поверхности; при использовании профилометра маятникового рычага, оптической интерферометрии с нулевой компенсацией и других передовых методов обнаружения, для достижения обнаружения на месте 4-метровых зеркал. Наконец, после тонкой полировки зеркального покрытия отражательная способность достигла более 95%, с инженерными условиями применения, для достижения 4-метрового асферического зеркала большого диаметра высокоточной оптической обработки.

«Только освоил 4 метра зеркального производственного процесса, и не считается независимым мастерством основной технологии». Чжан Сюэцзюнь сказал, с технологическим процессом одинаково важен, есть полный набор технологического оборудования, необходимого для завершения исследований и разработок производства зеркала в 4 метра. Вокруг процесса разработки зеркала, проект завершил 3 подсистемы, больше чем 10 наборов обработки и развития оборудования испытания, все от независимых прав интеллектуальной собственности.

В настоящее время в Чанчуньском институте оптических исследований и разработок зеркал с апертурой 2 метра были применены в практической инженерии; 2022 год, в многофункциональных оптических установках китайской космической станции, будет использовать самостоятельно разработанные китайские зеркала с большой апертурой; в ближайшем будущем, Зеркала магнитудой 4 метра будут применяться в оптико-электронных системах наблюдения нового поколения в Китае.

С этого момента, производственная мощность оптической системы Китая среди международного предварительного уровня.

Changchun Bena является качественным поставщиком, сертифицированным Чанчуньским институтом оптического машиностроения.