军事：中国研世界最大4米直径反射镜头 超美军最强侦察卫星(2)

　　为了保证望远镜的分辨率和成像质量，光学系统对反射镜的面型精度有着苛刻的要求。对于大口径光学系统而言，这种精度要求不会随着口径的增大而降低。

　　以可见光波段观测的为例，面型精度要求至少在三十分之一以上波长（λ/30，RMS值优于20nm），4米反射镜放大到北京市大小，进行土地平整，土地平整度要小于1毫米。如此这就好比将高的面形精度，对于反射镜镜坯材料和光学加工技术都提出了苛刻要求。

　　十余年攻关 造就我国的“大眼睛”

　　长春光机所是如何满足上述“苛刻的要求”， 制造出大口径反射镜的呢？

　　镜坯制造

　　对于反射镜镜坯而言，反射镜材料的比刚度（E/ρ）和热稳定性（λ/α）必须尽可能大，这样随着口径的增大，材料的刚性仍然可以保证面型的稳定，受热环境影响较小，并且有利于减轻系统重量。

　　国际上常用的反射镜基体材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅、金属铍等，其中以碳化硅（SiC）的比刚度和热稳定性最优，因此成为反射镜备选材料的宠儿。

　　4M碳化硅反射镜毛坯

　　经反应烧结后的4m碳化硅反射镜毛坯，是不是离你眼中的“镜子”还比较远？

　　然而，大口径反射镜镜坯制造和反射镜加工技术一直被美国、法国、德国等少数西方国家掌握，我国始终不具备自主制造4米量级大口径反射镜能力。在此情况下，中科院长春光机所历经10余年攻关，于2016年研制出拥有完全自主知识产权的、世界上最大口径的4.03米碳化硅反射镜坯。

　　光学加工技术

　　有了4米量级的碳化硅镜坯，虽然为研制4米口径反射镜奠定了坚实基础，但后面挑战仍十分艰巨：一方面反射镜面积大幅提升、而碳化硅材料本身硬度极高，给加工方法带来新挑战；另一方面由于碳化硅是一种陶瓷材料，在光学粗抛光后表面有细微缺陷、影响反射率等光学性能，需要通过后续工艺改进表面特性。

　　采用磁流变抛光加工4米反射镜

　　为突破4米大口径加工，长春光机所运用计算机控制光学表面成形（CCOS）技术，通过采用“应力盘”抛光、磁流变抛光等组合加工技术，大幅度提高了非球面的制造精度和效率；同时采用摆臂轮廓仪检测、光学零位补偿干涉测量等先进检测技术，实现对4米反射镜的原位检测。最终，实现了4米大口径非球面反射镜的高精度光学加工。