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精仪中心发表航太级光学元组件

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【大纪元12月4日讯】(中央社记者何易霖新竹四日电)国科会精密仪器发展中心今天首度对外发表两款口径超过15公分的航太级非球面镜,其中最大的口径达30公分,技术已达国际大厂水平,象征台湾光学元组件进入航太级水准,未来将借此技术,发展卫星遥测仪器。

精仪中心此次首度公开航太级大口径非球面光学元件的研制成果,是口径达30公分的陶瓷玻璃(Zerodur)与16公分的碳化硅(SiC)两款太空用途的特殊材料所制非球面镜,其精度介于1/4雷射波长到1/10雷射波长之间,经过特殊减重设计之后,每片仅达3-4公斤。

陶瓷玻璃与碳化硅属不同的两种材质,各有其优缺点。两者相较,陶瓷玻璃重量较重,但单位价格较便宜,抗高温膨胀度较高,不过相对而言开发技术门槛也较高,以这次30公分口径的成品而言,单片造价成本约达新台币 300万元;至于碳化硅由于单位价格超越钻石,因此目前仅发展至16公分规模,成本就高达新台币250万元左右。

精仪中心光学课课长黄国政表示,非球面镜是光学技术上相当重要的关键,依国际上的认定,以口径作为技术区分的标准,口径越大,解析度越高,不过技术门槛也相对提升,其中口径小于 15公分(6英寸)属于基础技术,一般用来作为地面或商品化(例如数位相机或手机相机镜头)使用,超过15公分,则是属于航太级技术,多用来发展太空遥测仪器使用。

黄国政指出,精仪中心早在1974年便筹建我国第一座光学工厂,以自行设计制造学术界所需的光学显微镜出发,历经近30年的岁月,终于成功开发出这套航太级的技术,不仅稳居光学技术台湾第一的地位,也可与德国蔡司(ZEISS)、法国幻象(SAGEM)日本恩益喜(NEC)等世界之名大厂并驾齐驱。

不过,这项傲人的技术开发并非如想像中顺利。黄国政透露,由于大口径非球面镜是卫星遥测仪器关键元组件,因此欧美日等先进国家均投入相当的时间与经费培植光学技术人才,企业更视相关技术为商业机密,外界难窥其中奥秘,使得光学制造技术、设备与产品均被欧美日等先进国家列为出口管制,就连 2年前精仪中心原拟自德国Schott公司购置陶瓷玻璃材质的直径30公分非球面镜胚料,还需德国政府出口管制许可。

他说,成功开发此项技术之后,未来精仪中心将借此开发华卫二号缩小版遥测镜头,藉以发展本土卫星遥测技术,此外,由于部分国防武器及半导体代工曝光机也需要类似先进光学元件,因此未来也将陆续导入这些用途当中。

此次精仪中心同时展示多款先进的非球面镜检测技术,包括已经提出专利申请的Null Lens非球面镜检测系统、国际稀有的 CGH (computer generatedholograph)非球面镜检测系统、以及可自动化撷取数位影像进行检测之非球面镜刀口仪检测系统。(http://www.dajiyuan.com)

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