可能我們理解的望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該是兩片透明的，但實(shí)際上大型的望遠(yuǎn)鏡卻顛覆了常人的想象，里邊的鏡片并不是透明的，而是一種有特定光滑平面的材料。反射式大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡看的遠(yuǎn)不遠(yuǎn)、清不清晰都取決于內(nèi)部發(fā)射鏡的口徑和光滑程度。世界著名的哈勃望遠(yuǎn)鏡用的鏡片就是這種，口徑達(dá)到了2.4米，最遠(yuǎn)能觀測(cè)到距地球134億光年的宇宙深處。

2018年8月21日，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所研制的口徑為4.03米的碳化硅反射鏡成功驗(yàn)收，這也標(biāo)志著我國(guó)光學(xué)系統(tǒng)制造能力躋身進(jìn)了國(guó)際先進(jìn)的水平，為我國(guó)大口徑光電裝備跨越升級(jí)奠定了基礎(chǔ)。有意思的是，為了研磨這個(gè)反射鏡，長(zhǎng)春光機(jī)所竟然專門(mén)造了一棟樓來(lái)加工和存放。造大口徑的反射鏡究竟有多難？

大口徑的光學(xué)習(xí)通一般都是使用的反射式結(jié)構(gòu)，其中主鏡口徑直接決定了系統(tǒng)分辨能力，所以這又是這一套系統(tǒng)中最關(guān)鍵也是最難的部分。其實(shí)只要當(dāng)口徑超過(guò)一定的量，那就會(huì)對(duì)材料和加工帶來(lái)相當(dāng)大的難度。為了能夠保障望遠(yuǎn)鏡的分辨率和成像質(zhì)量，光學(xué)系統(tǒng)對(duì)反射鏡面型精度有著非常嚴(yán)苛的要求，精度不能隨著口徑變大而下降。

口徑增大，首先材料就需要保持住固有的穩(wěn)定性。國(guó)際上經(jīng)常使用的反射鏡材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅和金屬鈹?shù)?，而這些材料中碳化硅又是最穩(wěn)定的，不是說(shuō)掌握了材料就能造出來(lái)。大口徑反射鏡鏡坯工藝和后續(xù)的加工技術(shù)很長(zhǎng)時(shí)間都被美、法、德等幾個(gè)西方國(guó)家給壟斷。很遺憾，我國(guó)在這方面一直都沒(méi)什么進(jìn)展。

就是在這樣的情況下，我國(guó)中科院長(zhǎng)春光機(jī)所利用十多年的時(shí)間，通過(guò)不斷的鉆研，終于在2016年研制出了自己的，世界上最大口徑的4.03米碳化硅反射鏡坯。但這并不算完，后續(xù)的道路依舊是充滿各種挑戰(zhàn)，首先還需要攻克因?yàn)榇竺娣e帶來(lái)的材料加工問(wèn)題。這就需要一種新的加工工藝來(lái)打磨碳化硅。

長(zhǎng)春光機(jī)所利用一些已經(jīng)掌握的技術(shù)組合，通過(guò)計(jì)算機(jī)掌控，成功實(shí)現(xiàn)將制造精度和效率提高，最終完成了4米口徑非球面反射鏡的高精度光學(xué)加工。至于材料本身的缺陷上也做了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)在反射鏡表面鍍制反射增強(qiáng)膜，反射率達(dá)到了光學(xué)系統(tǒng)要求。

這種大口徑的反射鏡片可以在很多地方使用，像偵察衛(wèi)星、地面光學(xué)測(cè)控設(shè)備等。尤其是在偵察衛(wèi)星上的運(yùn)用，可以一舉超越美國(guó)，讓中國(guó)大型戰(zhàn)略武器更加具有威懾力。這種鏡片的成本可以說(shuō)非常貴，4米直徑的價(jià)格在1億人民幣左右，我國(guó)也算是擺脫了花大價(jià)錢進(jìn)口小口徑反射鏡的尷尬局面。