復(fù)雜曲面和鋁反射鏡之前的文章我們都有介紹過，今天我們要將這兩個概念放在一起，介紹復(fù)雜曲面鋁反射鏡加工技術(shù)的背景與現(xiàn)狀。

鋁材料具有質(zhì)量輕、反射率高、可加工性好，能夠光機一體化設(shè)計等優(yōu)點，是空間反射鏡的常用材料。受到加工精度、表面質(zhì)量等因素的制約，目前鋁反射鏡主要應(yīng)用于紅外光學(xué)系統(tǒng)，但隨著加工技術(shù)的不斷發(fā)展，其在可見光及紫外光領(lǐng)域也有很大的應(yīng)用前景。

以自由曲面為代表的復(fù)雜曲面，具有豐富的自由度和較強的相差校正能力，能夠增大視場、減小F數(shù)。復(fù)雜曲面的應(yīng)用能夠使光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計更加靈活，結(jié)構(gòu)更加緊湊，光學(xué)性能更加優(yōu)異。如今對光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)性能、體積重量等要求的日趨嚴(yán)苛，促使反射鏡面不斷向復(fù)雜曲面發(fā)展。

如上圖1.1，SCUBA-2紅外相機由英國航天技術(shù)中心(UKATC， UK Astronomy Technology Center)設(shè)計，委托荷蘭國家科學(xué)應(yīng)用研究院(TNO，the Netherlands Organization for Applied Scientific Research)研制，其光學(xué)系統(tǒng)采用9塊自由曲面鋁反射鏡，使得相機視場角提升了12倍。此外，結(jié)構(gòu)上的更加緊湊使SCUBA-2掃描速度比上代產(chǎn)品SCUBA-1快上千倍。充分展現(xiàn)了復(fù)雜曲面鋁反射鏡在改善系統(tǒng)光學(xué)性能上的強大能力和作用。

如上圖1.2，德國夫朗和費應(yīng)用光學(xué)和精密機械研究所(Fraunhofer Institute For Applied and Precision Engineering，IOF)研制的鋁鏡四反無焦光學(xué)系統(tǒng)，其作為傅里葉變換紅外光譜儀的前置望遠系統(tǒng)，工作于長波紅外波段(6-13um)，成像質(zhì)量達到衍射極限。該系統(tǒng)中的反射元件均為自由曲面鋁反射鏡，且M1和M3共體，M2和M4共體，大大降低了系統(tǒng)的裝調(diào)難度。

歐洲太空局(European Space Agency，ESA)利用中國長征火箭發(fā)射的高光譜成像儀GomX-4雙星系統(tǒng)，如上圖1.3所示，能夠在45個不同的光譜波段對地球進行成像。此光學(xué)系統(tǒng)同樣采用自由曲面鋁反射鏡，并使其結(jié)構(gòu)緊湊，光學(xué)性能更加優(yōu)異。

復(fù)雜曲面鋁反射鏡促進了光學(xué)系統(tǒng)快速發(fā)展的同時給制造技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。特別是對于高精度復(fù)雜曲面鋁反射鏡，加工技術(shù)的相對滯后成為制約其推廣應(yīng)用和進一步發(fā)展的障礙。

磁流變拋光技術(shù)是可控柔體確定性拋光技術(shù)，以精確微量確定性去除、高效率獲得數(shù)十納米以下高精度面形、納米級表面質(zhì)量且近無亞表面缺陷，應(yīng)用于光學(xué)元件精密、超精密制造，可以很好地滿足航天、航空和國防等領(lǐng)域光學(xué)元件的超精密加工需求。

卓精藝磁流變拋光機，可實現(xiàn)超光滑、超精密拋光，加工精度：納米精度加工，RMS 1/100λ(λ=632.8nm)；表面粗糙度：優(yōu)于0.5nm RMS；可對石英、微晶、ULE、BK7、單晶硅、碳化硅、藍寶石、硫化鋅等材料，實現(xiàn)平面、球面、二次曲面、高次非球面、自由曲面加工。如果您對我們感興趣，歡迎來電咨詢！