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【中国吉林网】敢为人先 甘于奉献 研制世界最大口径碳化硅反射镜坯的光机所团队
文章来源:  |  发布时间:2018-06-25  |  【打印】 【关闭】  |  浏览:
  
  为宣传“黄大年式科研团队”的先进事迹,展现吉林省在科技、人才方面厚重的爱国传统、资源优势和代表性人物,让爱国精神、科学精神、奉献精神深深植入吉林省干部群众的情感世界和精神血脉,成为吉林精神的优秀基因和吉林形象的闪亮名片,在吉网、吉刻APP推出的“心有大我 至诚报国”系列报道中,本期聚焦的是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的“先进光学与结构材料研究团队”。

  长春光机所先进光学与结构材料研究团队目前有科研人员29人,团队在碳化硅新一代光学材料领域进行长达十几年科研工作,经过8年刻苦攻关,团队于2016年完全自主成功研制4m量级单体碳化硅反射镜坯,超越欧空局Herschel大型红外天文望远镜3.5m口径主反射镜,成为目前业界报道的最大口径碳化硅反射镜坯,而且该镜坯可用于对光学面型精度要求更苛刻的可见光波段,使我国碳化硅光学材料研制技术处于国际领先地位。

  研制世界最大碳化硅“角膜” 高分辨率 一览无余

  如果把大型光学望远镜比作人类的“千里眼”,那么主反射镜就是这只“千里眼”的核心部件——“角膜”。经反应烧结后的4m碳化硅反射镜毛坯需要经初步铣磨后,大致有一个“镜子”的样子。但是,对于一块光学反射镜而言,这只是刚刚开始,后面它还需要历经研磨、抛光、表面改性、精抛光和镀膜等关键技术过程,团队负责人张舸研究员向记者介绍,“2011年团队为我国自主研发商用卫星应用先河的吉林一号卫星成功研制碳化硅反射镜,对于‘吉林一号’卫星来说,它采用的反射镜口径只有0.624米,在轨的光学分辨率为0.72米,虽然该分辨率在商用卫星中已属佼佼者,但也仅能分辨出野餐时桌布大小的物体。而换成我们4米囗径的反射镜,其分辨率将小于0.1米,也许下次野餐时,你桌布上有多少个面包,多少个苹果, 在天空的那只‘千里眼’都会一览无余。”

  敢为人先 开拓创新

  20世纪90年代,团队创始人赵文兴研究员意识到碳化硅陶瓷作为大口径反射镜材料的技术优势,带领团队毅然决然地从熟悉的光学玻璃研究工作转行从事陶瓷材料制备技术研究,团队研制的碳化硅反射镜坯口径从厘米级增大至米级,突破了材料配方研究、陶瓷成型和烧结工艺、关键设备研制和维护、坯体的加工与无损检测、材料性能测试等关键性技术。

  碳化硅材料 降低重量 节约成本

  之所以选用碳化硅材料,由于随着反射镜尺寸的不断增加,反射镜的质量也会越来越大,这将导致整个望远镜系统的重量、制造成本和结构复杂程度都大幅增加,中科院长春光机所于2013年研制的2.4米碳化硅反射镜坯,采用背部半封闭结构,重量仅为420公斤,新近研制成功的4米口径碳化硅反射镜毛坯重量也只有1700公斤,但若采用传统的玻璃材料,为实现可见光范围内观测,4米镜坯的重量将是碳化硅材料4米镜坯的3倍以上。“这就好比将人们眼镜的玻璃镜片(传统玻璃材料)换成当下流行的隐形树脂镜片(碳化硅材料),大大降低了望远镜的重量,既节约了成本,又增加了望远镜的灵活性,可以说是一举两得。”

  不忘初心 甘于奉献

  团队负责人张舸研究员师承赵文兴老师,而赵文兴老师师承王大珩老师,赵文兴在光学材料研制领域默默耕耘数十载,始终坚持中国的发展离不开光学,而中国光学的发展离不开光学材料,核心技术必须掌握在手的信念,赵文兴始终牢记“我是王大珩的学生,不能丢了老师的名声”这句话,带领团队继承和发扬老一辈长光科研工作者不忘初心、勇于创新的精神。

  张舸以及团队在老一辈科研工作者的影响下,也全身心投入在碳化硅材料的科技攻关中,工作一丝不苟,在难度空前的4m量级碳化硅反射镜坯制备技术攻关中,加班是常事,甚至多次春节假期,实验室都24小时灯火通明,团队人员与家人的团聚,往往只有午饭和晚饭的短暂时间。“夜里接到临时的技术问题电话是常事,不过这些对于我们来说已经习惯了。”张舸说,很多时候由于烧制反射镜坯的炉是不能停的,即使是节假日,团队都要轮流值班。

  传承刻苦钻研 勇于奉献的精神

  说起和赵老师的缘分,张舸回忆起,还是大三时决定报考研究生,在学院老师的推荐下知道了赵文兴老师。一天上午,怀着忐忑不安的心,张舸来到了长春光机所,见到赵文兴老师后,没有想象中的西装革履、没有居高临,面前是一位平易近人、和蔼可亲的长者,赵老师的一个问题,至今令张舸记忆犹深:“以后毕业留长春吗?要留我就让你报考,不留就不收。”张舸忙不迭地答应着:“留。”就是这样,在老师的带领下,需要科研团队熬过漫长且枯燥的研发过程,将心血和精力全部倾注于工作中,不为名利诱惑所困扰,凭借着一丝不苟、刻苦专研、勇于奉献的科研精神,在老师的带领下解决了大尺寸窗口玻璃的精密退火,光学玻璃连熔生产线等重大科研问题,满足国家迫在眉睫的需求。历经近20年的刻苦攻关,终于在2016年3月9日这一天,团队终获成功,成功研制出世界最大口径的碳化硅反射镜坯。

  “先进光学与结构材料研究团队”为我国在空间/地基光学系统研制领域赶超国外先进水平提供了技术支持,为推动吉林省航天科技产业发展贡献出应有的力量。中科院长春光机所先进光学与结构材料研究团队表示,未来将继续努力,加强科研人员创新能力,为国家的科技事业进步和吉林的转型升级、振兴发展贡献力量。

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