光学轻量化新材料研究迫在眉睫

“必须高度重视光学轻量化新材料的研究发展，包括主反射镜材料、光学支承结构材料、超轻反射镜镜面材料、光学面形修正的能动器件材料等。”近日，中国科学院光电技术研究所教授方敬忠在接受采访时如是说。

据了解，轻量化光学或光学系统轻量化的重要技术基础是材料，推进光学系统轻量化技术的发展必将更多地依赖于材料。Hubble 望远镜主镜面密度为每平方米180千克，J.Webb望远镜主镜面密度降至不足每平方米30千克，材料技术的进步作用显著。进一步降低主反射镜面密度，需要发展新技术和新材料。方敬忠说，综观国外大型光学系统的发展历程，革新主光学元件结构形态和研发具有特定性能或功能的新材料是两条技术主线。

方敬忠告诉记者，目前，光学系统轻量化技术的主要努力方向是实现主反射镜轻量化，通常采用的方法是蜂窝夹芯结构反射镜、能动薄镜面反射镜、多镜面组合反射镜。美国正在建造的GMT望远镜和Hubble 空间望远镜均采用蜂窝夹芯结构反射镜，只是两种反射镜所用镜体材料不同，前者为硼硅酸盐玻璃，后者为超低膨胀熔石英。

随着空间运载火箭技术的发展，人类更将光学望远镜发送到太空，Hubble空间望远镜就是一成功典范。为了建立稳固的空间观察基地，完全消除大气扰动对光学成像的影响，人们还希望把大型光学望远镜建造在月球上。