来自 军事 2022-04-02 10:00 的文章

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如果把大型光学望远镜比作“千里眼”,那么主反射镜就是这只“千里眼”的核心部件——“角膜”。张舸研究员的工作就是给“千里眼”配上“角膜”。随着技术的进步,要求光学仪器的分辨率越来越高,希望光学仪器看得越远,看得越清楚,为此张舸研究员和他的团队克服了一系列技术难题成功研制出世界最大口径的碳化硅反射镜坯,为中国国防建设和空间探测与开发事业的发展起到了无与伦比的推动作用。

张舸

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员

以下内容为张舸演讲实录:

我叫张舸,来自中科院长春光机所,今天我报告的题目是:为“千里眼”配“角膜”。

400年前,意大利有一个人叫伽利略,他将一个凸透镜和一个凹透镜放在一个光学镜筒上面,发明了世界上第一台望远镜。我们利用这台望远镜可以看到遥远的星空,也开创了人类利用光学仪器来探索整个世界的开端。

这台望远镜相当于为我们配备了“千里眼”,就像葫芦娃一样,使人类的视力得到了极大的增长。“千里眼”的主要元器件,就是刚才我说的两个反射镜,是一种光学材料。我们团队的工作就是为“千里眼”研制光学材料,我们把它比喻成“角膜”。

建国之初,为了发展中国的兵工光学仪器和民用光学仪器,在长春建立了仪器馆,首任馆长是“中国光学之父”王大珩先生。建所的时候,王大珩先生看到了光学材料对光学仪器的重要性,便向当时的东北政府申请了40万元的专用经费,邀请当时在上海耀华玻璃厂就职的龚祖同先生一起进行光学玻璃的研制。

左二:龚祖同先生,右一:王大珩先生

得到消息之后,龚祖同先生非常高兴,于1951年来到长春,为光学玻璃的建设进行了基础的配备。由于王大珩先生和龚祖同先生早年在国外求学的专业经历与光学玻璃息息相关,因此,他们大概花了两年的时间就熔炼出国内第一埚光学玻璃。

熔炼之后,龚祖同先生心情非常舒畅,从这段话中我们可以看到,他喜悦的心情溢于言表,而且对光学玻璃非常重视。

下图就是中国的第一埚光学玻璃,它被加工成很多光学镜片,应用在光机所引以自豪的“八大件”上。

“八大件”是我们光机研制的一些光学仪器,应用在两弹一星以及其他科研工作中。

下面的图非常模糊,是当时熔炼光学玻璃的厂房和一些设备。虽然这幅图比较模糊,但我们还是可以看到当时的工作条件是非常艰苦的。在这么艰苦的条件下,我们老一辈的科学家为中国创造了许多的第一。为此,我们向他们表示致敬。

但是,随着社会的发展、技术的进步,对光学仪器的分辨率要求越来越高,我们希望光学仪器能看得更远,看得更清楚,这对光学材料提出了更高的要求,要求它的口径越来越大。

为什么要求口径大?因为口径大,可以让我们看得更远,看得更清楚。大家看这几张图片,这些是我们在同一高度,用不同口径的反射镜看到的图片效果:用0.5米口径的反射镜,看到的图片非常模糊,相当于在光学仪器面前放了一块毛玻璃,什么也看不清楚。

用1米口径的光学仪器看物体,基本上能分辨一些信息,但是还不是很满意;

2米口径是这样的状态;

如果用4米口径的光学仪器来探测同样的事物,清晰度非常好,而且把照片放大,甚至可以看到汽车的一些细节,比如天窗、后视镜等。

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