Yüksek hassasiyetli silisyum karbür asferik aynalar

Uzun zaman önce değil, proje kabulü yoluyla ulusal büyük bilimsel araştırma ekipmanları geliştirme projesi “4 metre ölçekli yüksek hassasiyetli silisyum karbür asferik ayna entegre üretim sistemi” tarafından üstlenilen Changchun optik makine enstitüsü tarafından. Bu, dünyanın en büyük halka açık diyafram silisyum karbür tek aynasıdır. Sonuçların elde edilmesi, aynı zamanda çin'in optik sistem üretim kapasitesini uluslararası ileri seviye arasında işaretler, çin'in yükseltme boyunca büyük kalibreli optoelektronik ekipmanı sağlam bir temel oluşturmuştur.

1.6 ton “büyük ayna” ağırlığındaki 4 metrelik çap, büyük bir halka şeklindeki disk gibidir-teleskopa monte edilirse, çözünürlüğünü büyük ölçüde artıracaktır.

“Modern büyük kalibreli optik sistemler, ana ayna açıklığının sistemin çözme gücünü doğrudan belirlediği yansıtıcı yapılarda kullanılır, daha büyük kalibre, optik teleskopun çözünürlüğü ve hassasiyeti ne kadar yüksekse.” 4 metre silisyum karbür reflektör proje kabul uzmanları, çin mühendislik akademisi Jiang Huilin akademisyeni söyledi.

Geniş bir diyafram reflektörü oluşturmak kolay değildir. “Reflektörün açıklığının üst sınırı, üretim ve işleme özelliklerine bağlıdır. Aynı zamanda, teleskopun çözünürlük ve görüntüleme kalitesini sağlamak için reflektörün çok yüksek bir yüzey hassasiyetine sahip olması gerekir. ”changchun optik makine enstitüsü, Zhang Xuejun giriş müdür yardımcısı, görünür dalga boyu gözlem, örneğin, dalga boyunun en az 1/30 üzerinde yüzey hassas gereksinimleri, Bu, bir şehrin büyüklüğüne, arazi düzleştirmesine genişlemiş 4 metrelik bir reflektör gibidir ve güneydoğu köşesini ve artı veya eksi birkaç milimetre arasındaki yükseklik farkının kuzeybatı köşesini gerektirir. Arazi tesviye 1 milimetreden az olmalıdır. Bu ayna ayna boş malzeme ve optik işleme teknolojisi son derece sıkı gereksinimleri ortaya koymuştur yansıtır.

Reflektör ayna boşlukları için, malzemenin spesifik sertliği ve termal stabilitesi mümkün olduğunca büyük olmalıdır, böylece diyaframdaki artış ile, malzemenin sertliği, termal ortamdan daha az etkilenen yüz şeklinin stabilitesini hala sağlayabilir, Ve sistemin ağırlığını azaltmak için cive işlidir.

Uluslararası olarak kullanılan ayna aynası boş malzemeler kuvars cam, mikrokristalin cam, silisyum karbür, berilyum metal, vb. Mükemmel özgül sertliği ve termal kararlılığı ile silikon karbür favori ayna alternatif malzemeler haline gelmiştir.

Silisyum karbür mükemmel performansa sahip olmasına rağmen, hızlı ısı iletkenliği, ısı deformation masyonu küçüktür, ancak mikrokristalin cam gibi diğer hammaddelere kıyasla, üretim zorluğu da daha büyüktür-silisyum karbür kendisi seramiklere aittir, kalibre arttığında, sinterleme çatlaklara veya hatta kırılmaya eğilimlidir, Bir kez 1.5 metre kalibre sınırından geçemediği düşünüldüğünde.

“Büyük kalibreli ayna aynası boş üretim ve ayna işleme teknolojisi birkaç batı ülkesi tarafından kontrol edildi, çin, 4 metrelik büyük kalibreli aynaları bağımsız olarak üretme yeteneğine sahip olmadı.” zhang Xuejun açıkçası. Tekel kırmak için, geç 1990s, optik makine Changchun enstitüsü optik sınıf silisyum karbür seramik malzemeler araştırma koydu. Ekip 10 yıldan fazla harcadı, yüzlerce deneysel keşif ve süreç doğrulaması yaşadı, 1 m, 2 m kalibre silisyum karbür ayna aynası boşluğundan kırıldı, sonunda 2016 yılında 4 m kalibre silisyum karbür ayna boşluğunu başarıyla geliştirdi.

Ayna boşlukları var, ancak silisyum karbürün son derece yüksek sertliği de işleme yöntemine yeni zorluklar getiriyor. Buna ek olarak, silisyum karbür, optik pürüzlü parlatmadan sonra yüzeyde küçük kusurlara sahiptir, bu da yansıtma gibi optik özellikleri etkileyebilir ve böylece yüzey özelliklerinin sonraki süreçlerle geliştirilmesi gerekir.

Proje ekibi bilgisayar kontrollü optik yüzey formunu kullandıIng teknolojisi, “stres diski” parlatma, magnetorheological parlatma ve işleme teknolojisinin diğer kombinasyonlarını kullanarak, asferik yüzeyin üretim doğruluğunu ve verimliliğini büyük ölçüde artırır; 4 metrelik aynaların yerinde saptanmasını sağlamak için sarkaç kolu profilometre tespiti, optik sıfır kompanzasyon interferometresi ve diğer gelişmiş algılama tekniklerini kullanırken. Son olarak, ayna kaplama yansıtıcılığının ince parlatılmasından sonra, yüksek hassasiyetli optik işleme 4 metrelik geniş çaplı asferik ayna elde etmek için mühendislik uygulama koşulları ile, % 95% 'den fazla ulaştı.

“Sadece 4 metre ayna üretim süreci hakim ve çekirdek teknolojinin bağımsız ustalığı olarak kabul edilmez.” zhang Xuejun, işleme teknolojisi ile eşit derecede önemli olduğunu, 4 metrelik ayna üretim araştırma ve geliştirme tamamlamak için gerekli komple bir üretim ekipmanı seti olduğunu söyledi. Ayna geliştirme süreci etrafında, proje üç alt sistemi tamamladı, 10'dan fazla işleme ve test ekipmanı geliştirme seti, hepsi bağımsız fikri mülkiyet haklarından.

Şu anda, Changchun optik araştırma ve geliştirme enstitüsü tarafından 2 metre büyüklükteki diyafram aynaları pratik mühendislikte uygulanmıştır; 2022, çin uzay istasyonunun çok fonksiyonlu optik tesislerinde, çin'in kendi geliştirdiği geniş diyafram aynalarını kullanacak; Yakın gelecekte, Çin'deki yeni nesil optoelektronik gözlem sistemlerine 4 metrelik büyüklük aynaları uygulanacaktır.

Bundan sonra, çin'in uluslararası ileri seviye arasında optik sistem üretim kapasitesi.

Changchun Bena, Changchun optik makine enstitüsü tarafından onaylanmış kaliteli bir tedarikçidir.