隨著光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，大口徑光學(xué)元件的市場需求也越來越大。不僅對大口徑光學(xué)元件先進(jìn)制造的效率和精度提出了重大挑戰(zhàn)，也對大口徑光學(xué)元件的鍍膜提出了更高的要求。為了保證鍍膜后的面型精度，傳統(tǒng)大口徑光學(xué)元件都是以鍍金屬反射膜為主。因?yàn)榻饘倌ぜ词辜由媳Ｗo(hù)膜，也僅僅是幾層而已，膜層的均勻性和應(yīng)力變化不難控制，從而保證了鍍膜后光學(xué)元件的面型精度基本可以維持在可接受的變化范圍內(nèi)。但是金屬膜層在外場會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生氧化，反射率越來越下降。所以通常每隔幾年就需要把這些大口徑光學(xué)系統(tǒng)拆卸后再重新拋光鍍膜，維護(hù)成本和周折很大。在一些人煙稀少的天文臺(tái)站，為了就近重新鍍膜，甚至還專門修建了相應(yīng)的鍍膜車間，和天文臺(tái)毗鄰配套。所以長期以來，大型光學(xué)系統(tǒng)都渴望著用介質(zhì)高反膜來取代金屬反射膜。然而，介質(zhì)高反膜很難確保膜層反射率和均勻性的兩者統(tǒng)一，通常在鍍膜完成后，光學(xué)元件的面型精度會(huì)降低若干倍，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)精度達(dá)不到要求。所以多年來這是全世界大型光學(xué)系統(tǒng)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。

2014年以后，英田光學(xué)敏銳的發(fā)現(xiàn)越來越多的大口徑光學(xué)元件應(yīng)用于高能激光系統(tǒng)上，因此高損傷閾值介質(zhì)高反膜成為了剛需。為此，英田光學(xué)投入了上千萬元進(jìn)行設(shè)備改造和技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過六年多的不斷摸索，屢敗屢戰(zhàn)，一步步的攻克了這一業(yè)界公認(rèn)的技術(shù)難題。

2020年英田光學(xué)承擔(dān)了某所D1230非球面反射鏡的拋光鍍膜任務(wù)。該鏡面的口徑為1230mm，膜系要求為介質(zhì)反射膜，波段：420~800nm，平均反射率≥97%（入射角小于15°）；鍍膜層數(shù)要求在70層以上。要求在鍍膜完成后面型精度RMS≤λ/30（λ=632.8nm）。此項(xiàng)目除了因產(chǎn)品尺寸較大，膜層的均勻性難以控制外，由于膜層厚，產(chǎn)生的應(yīng)力還會(huì)導(dǎo)致元件面型拉伸變形等一系列變化。因此，對大口徑光學(xué)元件在鍍膜前的研磨、拋光等加工技術(shù)要求也非常苛刻。

為保證該反射鏡的面型精度，我們技術(shù)人員不斷優(yōu)化工藝、去除精磨的破壞層，使表面粗糙度和面型精度均優(yōu)于規(guī)定的要求PVr≤λ/4，RMS≤λ/40（λ=632.8nm）；精修面型后表面光潔度達(dá)到3級，為后期的鍍膜創(chuàng)造了有利條件。

針對較大的殘余應(yīng)力會(huì)增加光學(xué)元件發(fā)生面形變化的的風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，技術(shù)人員進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)并取得顯著成果，他們在之前經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新、反復(fù)試驗(yàn)，嚴(yán)格控制溫度，提高了膜層的耐環(huán)境性；克服大口徑光學(xué)元件鍍膜均勻性等復(fù)雜工藝。最終一次性完成任務(wù)，膜后面型精度達(dá)到了：PVr≤λ/3，RMS≤λ/30（λ=632.8nm）。

眾所周知，大口徑高面型介質(zhì)鍍膜的一次性成功，不僅避免了再次返工拋光鍍膜帶來的成本增加，此項(xiàng)技術(shù)的突破，還意味著為批量化生產(chǎn)大口徑介質(zhì)高反元件奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。最終為客戶降低了采購成本和提高了交期的確定性，提升了經(jīng)濟(jì)效益。今后，公司也將繼續(xù)深入探索大口徑光學(xué)元件介質(zhì)鍍膜工藝，為我國大口徑光學(xué)系統(tǒng)廣泛運(yùn)用介質(zhì)高反膜提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。