长光所巡礼:2.4米世界最大SIC整体烧结镜片及4米SIC镜坯, ...

为实现大镜面镜坯制备，通过工艺攻关，在镜面无应力反应连接方面，一次反应烧结同时实现了坯体的连接与致密化，最大限度降低了焊缝与基材之间显微结构的差异，实现了焊缝与基材之间物理性能的一致性。采用该工艺成功制备得到Φ2.0 m反应连接RB-SiC镜体，镜体光学加工性能良好。同时4 m量级的RBSiC连接镜坯制备技术也正在研制中，如图5所示。


为实现大镜面镜坯制备，通过工艺攻关，在镜面无应力反应连接方面，一次反应烧结同时实现了坯体的连接与致密化，最大限度降低了焊缝与基材之间显微结构的差异，实现了焊缝与基材之间物理性能的一致性。采用该工艺成功制备得到Φ2.0 m反应连接RB-SiC镜体，镜体光学加工性能良好。同时4 m量级的RBSiC连接镜坯制备技术也正在研制中，如图5所示。

特别是为了提高时间分辨力，实现敏捷摄像(诸如卫星大姿态角下的沿轨纯侧摆推扫摄像、非沿轨倾斜方向推扫摄像、任意方向沿轨推扫摄像、对同一景区多幅拼接推扫摄像、对一个景区的凝视摄像、对同一景区立体推扫摄像等特殊摄像)方式时必须做到控管一体化。例如K_XX_1、K_XX_2光学遥感器采用卫星和遥感器之间统一协调的控制，实现了侧摆角达到±45°的苛刻条件下，仍能实现高精度的像移速度矢的匹配，在轨获取了高清晰的图像。实现卫星大姿态角条件下的摄像，可以显著地提高时间分辨力，例如在某个轨道下，对于一个低纬度的地面景物，一个1.5°视场角的光学遥感器，如不具备侧摆摄像功能，地面覆盖宽度仅为10.5 km，而当具有±45°侧摆摄像功能时，其相当于地面覆盖宽度增加到827.4 km；同时每月可对此景物的摄像次数会有质的提升，如表2所示。
表2在不同的侧摆角下，每月可对一个目标摄像的次数和可覆盖的地面宽度(注：轨道倾角42.75°，轨道高度400 km)
Tab.2Numbers to shoot one target per month and coverable width of the ground under different lateral angulars(note:orbit inclination is 42.75°,and orbit altitude is 400 km)
可摄像的次数/月太阳高角/(°)可覆盖的地面宽度/km (光学遥感器视场：1.5°)
10203040
侧摆角/(°)±5°211070.01
±10°2110141.20
±15°3220214.85
±25°8441375.68
±35°11752569.25
45°161273827.42

链接
长春光机所航天光学遥感器研制基地建设进展
宣明, 王家骐
摘要：通过20多年的努力, 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称长春光机所)现已成为我国航天光学遥感器研制领域的重要基地。本文在回顾其发展历史的基础上, 详实地介绍了近10年来长春光机所在这一领域取得的技术进步, 涵盖了航天光学遥感器研究、设计、制造、装调、检测、试验等各个方面。

http://html.rhhz.net/ZGGX/html/gx20150101.htm

农业部将要新添利器

发个太空望远镜吧

http://www.fxyqpx.org/ZGGX/html/gx20150101.htm

4米烧结炉


4米烧结炉

烧出来了用什么打磨？莫非是国防科大的等离子体和磁流变抛光机？

穿便装，戴口罩，这也太土了吧，怎么也得全套防尘服吧，土共不土，战力为五。

烧出来了用什么打磨？莫非是国防科大的等离子体和磁流变抛光机？
近年来，在对碳化硅等光学材料进行了大量工艺实验及理论分析的基础上，建立了基于反卷积迭代、矩阵代数及正则化技术的大口径离轴非球面表面误差收敛模型；给出了基于质心算法及面形误差权重因子的加工轨迹自适应优化算法；建立了基于平转动小磨头加工方式的SiC材料加工工艺规范及基于固着磨料的准确定性SiC材料去除模型。在FSGJ-1、FSGJ-2型两代非球面数控加工中心研制技术基础上，成功研制了基于计算机辅助FSGJ-3型非球面数控光学加工中心及其控制软件，反射镜加工能力口径达到Φ 3.2 m量级、在线轮廓测量精度优于1 μm RMS、非球面面形加工精度优于λ/50。目前最新研制的大口径SiC反射镜非球面抛光设备采用了适用于非回转对称自由曲面加工的平转动应力盘，并实现了12轴伺服电机联动控制，如图9所示。
同时，长春光机所致力于研究和开发超大尺度精度比离轴非球面反射镜的铣磨加工技术。开发了计算机辅助数控编程技术，提出了五轴联动斜轴定角度加工方式，并给出消除工件几何中心处加工残留的方法。在超声振动辅助五轴加工中心(图10所示)上，成功开展了离轴非球面SiC反射镜的铣磨加工试验，大幅度缩短了SiC反射镜的精密研磨周期，为大口径反射镜面形误差的快速收敛，提供了解决方案。

图 10 五轴联动超声振动加工中心
Fig. 10 Five-axis ultrasonic vibration machining center
图选项
从2010年起开始磁流变加工设备与技术的专项研发，相继完成了多种型号磁流变抛光设备的研制与工艺研究，积累了大量的实验数据，已经成功应用于国家重大任务研制过程。
离子束抛光技术是传统数控小磨头加工的技术升级，可实现高精度的材料去除。长春光机所合作研发了IBF-1500离子束非球面数控加工中心，最大可加工口径达到Φ 1 500 mm，通过控制离子束在镜面上各点的驻留时间实现对光学表面的精确修正，可达纳米级的加工精度。
在自由曲面加工方面，采用小磨头/磁流变/离子束组合加工技术，实现自由曲面的高精度加工。并完成了自由曲面轮廓测量软件的研发，指导数控研磨达到1 μm RMS面形精度。图11为自由曲面小磨头/磁流变/离子束组合加工技术流程。

图 11 自由曲面组合加工技术
Fig. 11 Combined machining technology of freeform surfaces
图选项
在短波光学所需的高面形精度超光滑表面加工方面，通过将数控加工和非接触抛光技术的有机结合，克服了以往在超光滑表面加工中的表面粗糙度与面形精度加工相矛盾的技术难点，加工出面形精度5 nm(RMS值)，表面粗糙度0.6 nm(RMS值)的超光滑反射镜，并成功应用于工程项目。对熔石英、微晶玻璃、K9玻璃和硅片等已经做了大量的实验,掌握了多种材料的加工工艺。如图12为超光滑表面加工的设备和反射镜成品

随着光学遥感器成像幅宽增大，单片CCD已不能满足幅宽的需求。解决CCD拼接技术在航天光学遥感器在研制过程中尤为重要，长春光机所自主开发研制了一系列高精度CCD拼接仪。目前工作台面最大的CCD拼接仪两个方向的行程分别为1 000和400 mm，导轨面平行度1 μm，整机拼接定位精度优于2 μm，可实现大尺寸线

穿便装，戴口罩，这也太土了吧，怎么也得全套防尘服吧，土共不土，战力为五。
装工艺进展
为了满足航天光学遥感器的电装需求，中国科学院长春光机所在2000年成立了电装工艺与装联技术中心(简称电装中心)。经过10年的完善，建有10万级的超净工作间2 000余平方米，分为九大功能区，全面实施防静电/超净化管理，如图33所示；同时拥有行业I级标准的高等级库房400余平方米，能够满足电子元器件的存储要求；组建了以2条全自动表面组装(SMT)生产线为代表的先进制造平台，形成了覆盖前期测试、生产监测、结果检验全过程的检测平台，以及用于开展基础工艺研究和创新工艺开发的综合实验平台；具备电路板高可靠组装、精密组件电气布线和航天器主/被动热控实施等传统电装技术；通过攻关，开发了芯片成形、热控多层组件一体化设计、整星电缆网实施、太阳电池阵制作、低温焊接、精密联动机构布线、小空间/动组件隔热组件设计与包覆等一系列专项工艺技术，并成功实现了在轨应用与验证。

hswz 发表于 2015-9-15 12:41
近年来，在对碳化硅等光学材料进行了大量工艺实验及理论分析的基础上，建立了基于反卷积迭代、矩阵代数及 ...
谢谢大神资料。

装工艺进展
为了满足航天光学遥感器的电装需求，中国科学院长春光机所在2000年成立了电装工艺与装联技术 ...
你看第一张照片，那人穿的

pershine 发表于 2015-9-15 13:02
你看第一张照片，那人穿的
这只是镜胚而已，不需要超净车间那一套

碳化硅的，这么大口径只能是多晶结构

在光学领域碳化硅镜片有什么优势？

失落的天堂 发表于 2015-9-15 13:46
在光学领域碳化硅镜片有什么优势？
目前人类能找到的最好的材料。

就先进遥感卫星而言，光学望远镜这一块基本上没啥大问题了，再过5年，就能和世界一流水平看齐了。
但卫星平台这一块短板还比较严重，革命尚未成功，航天人还要努力。

碳化硅的镜子，欧洲最大也就 3.7 的，也是拼接的。
这个 4 米的如果能加工完成，那就是国际一流水平了。

楠宫萧vn 发表于 2015-9-15 13:17
这只是镜胚而已，不需要超净车间那一套
碳化硅，说白了就是耐火砖。

事实证明，中国人确实是勤劳智慧的。
只要给投资，没有什么东西是弄不出来的。

暗夜流星 发表于 2015-9-15 13:50
目前人类能找到的最好的材料。
最好的材料是铍，

楠宫萧vn 发表于 2015-9-15 14:04
最好的材料是铍，

铍容易热变形，机械加工性能也不好，关键是有剧毒，加工成本很高，还会造成污染。

暗夜流星 发表于 2015-9-15 14:11
根据ITT公司和NASA的说法，碳化硅的热变型问题比超低膨胀玻璃严重得多
用于波长比较长或者带有主动制冷的设备没问题，但如果用于可见光成像的话，碳化硅的温控精度要高30倍才能实现和超低膨胀玻璃一样的成像质量

纸飞机 发表于 2015-9-15 14:16
根据ITT公司和NASA的说法，碳化硅的热变型问题比超低膨胀玻璃严重得多
用于波长比较长或者带有主动制冷 ...
据我所知是正好相反的，微晶玻璃才需要精确的热控，碳化硅反而是不需要的。
不知道你能不能给点详细的资料。

就长光所的研发离轴三反的文章来看，最早也是用微晶玻璃，后来才用碳化硅的。

按照ITT的说法，铍是最适合做红外段镜片的设备，但他们没说为什么
而到了可见光段，目前成像效果最好的依然是ULE或者zerodur

纸飞机 发表于 2015-9-15 14:21
按照ITT的说法，铍是最适合做红外段镜片的设备，但他们没说为什么
而到了可见光段，目前成像效果最好的依 ...
赫歇尔望远镜的 3.5 米的主镜就是碳化硅的。
你觉得这种说法还站得住脚不？
反射望远镜的波段是镀膜的事情，和镜体材料每太大关系。
据我知道的是，美国公司对于碳化硅的研究比较少。
欧洲反而比较深入。
美国人的太空望远镜，还是以微晶玻璃为主。

JWST 望远镜的主镜用铍，据我看到的说法是，因为这东西要发射到拉格朗日点，他们研究下来，在超低温度下，铍的表现最好。
但我想碳化硅也没有任何问题，罗塞塔探测器的望远镜就是碳化硅的离轴三反，没有采用任何热控措施，当然那个东西口径不大。

楠宫萧vn 发表于 2015-9-15 14:04
最好的材料是铍，
铍中毒是个问题

iewgnem 发表于 2015-9-15 14:40
铍中毒是个问题
据我所知，资源二号（尖兵三号）的主镜是铍的，还有一些卫星上用过铍反射镜。
但大体上，国产的遥感卫星的反射镜一般是微晶玻璃和碳化硅。
而且随着技术的进步，碳化硅有越用越多的趋势。

随着对空间相机分辨率的要求越来越高,在光学系统衍射极限条件的约束下,迫使光学元件的尺寸越来越大,因此对空间相机反射镜提出了更高的要求。空间相机反射镜材料除了具备所要求的光学特性外,还应该具有比刚度大、热变形系数小、导热性能良好等综合特性。比刚度大,可增大径厚比,减少反射镜重量,可降低对支撑结构的要求;热变形系数小、导热性良好,则相机对恶劣环境适应性好,可降低对热控系统的要求。目前用于制作空间反射镜镜体常用的材料有:超低线胀玻璃、微晶玻璃、铍以及碳化硅等。通过对这些材料物理性能的对比分析可以知道,碳化硅的比刚度比玻璃材料好,接近铍(有毒),而碳化硅的热变形系数是最小的,因此碳化硅深受国内外研究机构的青睐,被研究人员作为空间相机反射镜镜体的首选材料

纸飞机 发表于 2015-9-15 14:16
根据ITT公司和NASA的说法，碳化硅的热变型问题比超低膨胀玻璃严重得多
用于波长比较长或者带有主动制冷 ...

随着对空间相机分辨率的要求越来越高,在光学系统衍射极限条件的约束下,迫使光学元件的尺寸越来越大,因此对空间相机反射镜提出了更高的要求。空间相机反射镜材料除了具备所要求的光学特性外,还应该具有比刚度大、热变形系数小、导热性能良好等综合特性。比刚度大,可增大径厚比,减少反射镜重量,可降低对支撑结构的要求;热变形系数小、导热性良好,则相机对恶劣环境适应性好,可降低对热控系统的要求。目前用于制作空间反射镜镜体常用的材料有:超低线胀玻璃、微晶玻璃、铍以及碳化硅等。通过对这些材料物理性能的对比分析可以知道,碳化硅的比刚度比玻璃材料好,接近铍(有毒),而碳化硅的热变形系数是最小的,因此碳化硅深受国内外研究机构的青睐,被研究人员作为空间相机反射镜镜体的首选材料

现在看三所（长光，技物，508）的进展，碳化硅的文章很多很多。

暗夜流星 发表于 2015-9-15 14:19
据我所知是正好相反的，微晶玻璃才需要精确的热控，碳化硅反而是不需要的。
不知道你能不能给点详细的资 ...


NASA的，ITT的一下子找不到了

纸飞机 发表于 2015-9-15 14:58
NASA的，ITT的一下子找不到了
注意看绝对温度，这正好说明了铍在低温下表现优秀。

看来不是本专业的看外文资料很容易搞错专有名词

纸飞机 发表于 2015-9-15 14:58
NASA的，ITT的一下子找不到了

看来不是本专业的看外文资料很容易搞错专有名词