近日,位于四川成都新津经开区的四川至臻精密光学有限公司(以下简称“至臻光学”)自主研发的航天级超光滑离轴非球面元件,突破亚纳米级精度并实现批量交付。此产品将应用于遥感卫星、星载相机等空间强光光学测量工作环境,确保极端光强下的信息采集零失真。至臻光学由此成为西部地区惟一一家可批量生产交付亚纳米级航天超光滑离轴非球面元件的企业。
走进至臻光学精密抛光车间,生产线上的“镜片”正进行研磨、抛光等工序,已陆续交付国内多家航天企业及光学科研院所。
航天级的标准是面形精度RMS≤12纳米。至臻光学车间负责人曾昆华介绍,企业量产的产品实测做到了6纳米,相当于头发丝的万分之一,在数十至数百毫米的全口径范围内,镜面整体起伏误差控制在纳米级。
表面粗糙度方面,至臻光学突破了亚纳米级工艺水平。在暗场显微镜观察下,镜片无可见划痕和麻点,实现微米级零可见表面缺陷;再通过白光干涉仪扫描,粗糙度稳定在0.1纳米,做到了原子层面的平整光滑。
“它们就像卫星的‘眼角膜’,镜面越平整光滑,光线通过时散射就越少,成像就越清晰。”曾昆华解释,在数百公里外的太空,遥感卫星能看清山川河流,甚至分辨出地面车辆、道路标线,关键就在于这枚“镜片”——表面粗糙度直接影响光能的传输效率,粗糙度过高会增加散射损耗、降低透射率、产生杂散光,甚至造成器件损坏。
此前,国内传统接触式抛光靠磨头接触镜面加工,很容易留下亚表面损伤,这也是此行业长期卡在样品阶段的主要原因。
至臻光学的破局之路,是自主研发离子束抛光机。这台设备在真空环境中,用高能离子束轰击镜面,通过原子级溅射一点点精修表面,全程非接触、无应力,从根源上解决了表面损伤问题。
车间还配套了顶级检测设备,每一道工序都有量化标准。“从设计、加工、装配到调试测试,整条链都握在自己手里。”曾昆华说。
曾昆华介绍,随着低轨卫星星座建设加速,释放出巨大的市场空间,仅遥感相机镜头这一细分市场,就是一个百亿级赛道。
这套亚纳米级加工工艺的价值还不止于航天领域。由于技术同源,相同的超精密抛光能力还可应用于激光通信、半导体装备、高端医疗、环境监测等领域。
一枚小小的航天镜片背后,折射出的是新津智能制造装备产业发展的硬核实力。目前,新津已集聚一批智能制造装备重点企业,产业初具规模、特色明显,在工业传动控制、智能物流仓储、行业专用装备等领域已形成特色优势。(记者 戚原)