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全球首个可工作在近紫外、可见光与红外波段的金增强型反射膜近日在中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所实验成功。该膜同时具备宽反射带宽、高反射效率、较低的膜层应力及优异的环境稳定性,使用寿命媲美介质反射镜,非常适用于大型天文望远镜与大型光学仪器中的反射镜面(主镜)。


目前,大型天文望远镜主镜通常采用铝膜、银膜和全介质反射膜三种方案。但是每一种方案都有相应的短板:铝膜在红外波段应用受限,且在可见光波段的反射效率较低;银膜在紫外波段反射率较低,与玻璃基板附着较差,且易在空气中硫化与酸化,寿命较低;全介质反射膜的反射带宽有限,当膜厚度超过10微米,其较大的膜层应力将导致反射镜面形改变以及膜层表面龟裂。

南京天光所王晋峰副研究员和田杰工程师2015年率先提出并实施了金增强型反射膜的全新方案,方案由底层金膜和表层介质氧化膜组成。金是用于红外波段的反射涂层材料,其在红外波段具有很高的反射效率,且金不与空气中的酸、碱物质反应,寿命较长。而在金膜反射率较低的可见光和紫外波段,则由介质氧化膜发挥作用,其厚度仅为2—3微米,较低的膜层应力避免了龟裂现象。

王晋峰介绍说,金增强型反射膜完美解决了传统膜的问题,同时具备了宽带宽、高效率、低应力、长寿命的使用要求。以我国建设的世界上口径最大的大视场光学望远镜LAMOST为例,主镜与施密特改正板采用的就是铝反射涂层,如果换用金增强型反射膜,反射率将提高16%—17%。
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