2025年4月24日,由中國科學院上海高等研究院與上海硅酸鹽研究所聯(lián)合研制的“碳化硅基底平面反射鏡”在上海光源科學中心順利通過測試評估。測試評估專家組由來自中國科學院高能物理研究所、上海交通大學材料科學與工程學院、中國科學院上海硅酸鹽研究所、深圳先進光源研究院、中國科學院上海光學精密機械研究所、中國科學技術(shù)大學和上海芯上微裝科技股份有限公司等單位的7位專家組成。上海高研院院長、黨委書記黃政仁,副院長邰仁忠,硅酸鹽所副主任殷杰等領(lǐng)導出席了評估會。
X射線反射鏡是加速器光源大科學裝置中的重要光學元件,其性能直接影響實驗效率與科學產(chǎn)出。項目團隊通過自主創(chuàng)新,系統(tǒng)攻克了各向同性碳化硅陶瓷高溫常壓燒結(jié)、鏡面改性、超精密檢測與鏡面面型精修等關(guān)鍵技術(shù)難題,成功實現(xiàn)了使用碳化硅陶瓷作為基底的X射線反射鏡的制備、精密加工和檢測,建立了一套完整的加工工藝規(guī)范,并培養(yǎng)了一支專業(yè)的技術(shù)隊伍。研制出的碳化硅高精度平面反射鏡可應(yīng)用于加速器光源大科學裝置,本次測試評估的反射鏡采用完全自主知識產(chǎn)權(quán)的制備工藝,所有關(guān)鍵指標均滿足使用要求?,F(xiàn)場測試結(jié)果表明,該碳化硅平面反射鏡反射面尺寸為440×50 mm2,表面粗糙度達到0.18 nm (RMS),斜率誤差優(yōu)于0.2 μrad (RMS)。經(jīng)查證,該類技術(shù)指標國際上未見公開報道。該項目成果標志著我國在高性能X射線光學元件自主研制領(lǐng)域開辟了一條新路徑。
專家組認為,中國科學院上海高等研究院和上海硅酸鹽研究所聯(lián)合研制的碳化硅平面反射鏡在表面粗糙度、斜率誤差等關(guān)鍵技術(shù)指標上表現(xiàn)優(yōu)異,具備重大工程應(yīng)用價值。與目前加速器光源大科學裝置X射線光學元件普遍使用的單晶硅材料相比,碳化硅陶瓷材料具有更優(yōu)異的力學性能、熱學性能和光學加工性能,可實現(xiàn)高度輕量化設(shè)計,并能構(gòu)建一體化內(nèi)冷結(jié)構(gòu),為高熱負載光學系統(tǒng)提供了一條嶄新的技術(shù)路徑。?

圖1: 參會人員合影

圖2:專家組現(xiàn)場測試