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碳化硅平面反射镜研制取得重要进展
时间:2025-04-29 来源:
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2025年4月24日,由中国科学院上海高等研究院与上海硅酸盐研究所联合研制的"碳化硅基底平面反射镜"在上海光源科学中心顺利通过测试评估。测试评估专家组由来自中国科学院高能物理研究所、上海交通大学材料科学与工程学院、中国科学院上海硅酸盐研究所、深圳先进光源研究院、中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学技术大学和上海芯上微装科技股份有限公司等单位的7位专家组成。上海高研院院长、党委书记黄政仁,副院长邰仁忠,硅酸盐所副主任殷杰等领导出席了评估会。

X射线反射镜是加速器光源大科学装置中的重要光学元件,其性能直接影响实验效率与科学产出。项目团队通过自主创新,系统攻克了各向同性碳化硅陶瓷高温常压烧结、镜面改性、超精密检测与镜面面型精修等关键技术难题,成功实现了使用碳化硅陶瓷作为基底的X射线反射镜的制备、精密加工和检测,建立了一套完整的加工工艺规范,并培养了一支专业的技术队伍。研制出的碳化硅高精度平面反射镜可应用于加速器光源大科学装置,本次测试评估的反射镜采用完全自主知识产权的制备工艺,所有关键指标均满足使用要求。现场测试结果表明,该碳化硅平面反射镜反射面尺寸为440×50 mm²,表面粗糙度达到0.18 nm (RMS),斜率误差优于0.2 μrad (RMS)。经查证,该类技术指标国际上未见公开报道。该项目成果标志着我国在高性能X射线光学元件自主研制领域开辟了一条新路径。

专家组认为,中国科学院上海高等研究院和上海硅酸盐研究所联合研制的碳化硅平面反射镜在表面粗糙度、斜率误差等关键技术指标上表现优异,具备重大工程应用价值。与目前加速器光源大科学装置X射线光学元件普遍使用的单晶硅材料相比,碳化硅陶瓷材料具有更优异的力学性能、热学性能和光学加工性能,可实现高度轻量化设计,并能构建一体化内冷结构,为高热负载光学系统提供了一条崭新的技术路径。 

图1: 参会人员合影

图2:专家组现场测试