3.“硬”—硬質(zhì)光學(xué)晶體

碳化硅（SiC）的莫氏硬度為9.5，密度低、膨脹系數(shù)低，是各向同性的六角晶體，為新興的航天光學(xué)材料。藍(lán)寶石/紅寶石（Al2O3）的莫氏硬度為9，是各向異性的六方晶體，為貴重的光學(xué)材料。紅寶石是固體激光器發(fā)光物質(zhì)，藍(lán)寶石與紅寶石是紅外窗材料，藍(lán)寶石同時(shí)又是很好的襯底材料。藍(lán)寶石的折射率高、硬度高、色彩艷麗，又是貴重的裝飾品及“永不磨損”的高檔表面材料。摻釹釔鋁石榴石（YAG）的莫氏硬度為8~8.5，是近紅外固體激光物質(zhì)材料。石英晶體（SiO2）的莫氏硬度為7，是各向異性六方晶體，為紫外與紅外領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)光學(xué)材料。目前最熱門的是碳化硅和紅、藍(lán)寶石的光學(xué)加工。

SiO2材料的熔制、表面改性與光學(xué)加工在我國尚處于開發(fā)研究階段。上海硅酸鹽研究所、西安光機(jī)所、上海技物所與南京天文光學(xué)技術(shù)研究所的攻關(guān)研究已經(jīng)取得可喜進(jìn)展。目前，我國已經(jīng)研制出口徑為520mm的SiO2成像非球面鏡，正向口徑為800mm的方向發(fā)展。

藍(lán)寶石硬度高，加工方法特殊，工藝方法有很多創(chuàng)新，重點(diǎn)是在精磨拋光上。磨料和拋光料可以用金剛石研磨膏或金剛石微粉，其粒度為w1，w0.5，w0.25，甚至更；也可以用金剛石微粉拋光皮。磨模拋光�？梢杂娩撃�、金剛石模、樹脂銅�；�?qū)毷�模。此外，SiO2化學(xué)拋光液也可以取得很好的效果。

4.“精”—超精光學(xué)鏡頭或光學(xué)元件

4.1.超精光學(xué)表面加工工藝

光學(xué)表面對面形精度及表面粗糙度的要求越來越高，光學(xué)鏡頭（紫外光刻鏡頭等）也需要有接近衍射極限的成像質(zhì)量，這些都促使超精加工中出現(xiàn)了一批新的加工工藝與方法，包括：計(jì)算機(jī)數(shù)控小工具光學(xué)表面加工（CCOS）、磁流變拋光（MRF）技術(shù)及離子束拋光（IBF）技術(shù)。20世紀(jì)80年代，我國開始研究CCOS，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)成熟；20世紀(jì)90年代，我國開始研究MRF技術(shù)，目前也有很大進(jìn)展。近幾年，美國QEDTechnologies公司也開始提供MRF技術(shù)和設(shè)備。同時(shí)，國防科技大學(xué)也利用IBF技術(shù)修飾光學(xué)表面，粗糙度達(dá)到了1nm。

數(shù)字波面干涉儀是檢測面形精度的主要儀器，我國在1985年完成了第一臺樣機(jī)的研制。近幾年，南京理工大學(xué)研制了小型球面干涉儀，造價(jià)低，使用方便，市場占有率很高，他們最近又為"神光Ⅲ"研制出口徑為600mm的紅外干涉儀。在測量非球面面形方面，國外提出了子孔徑干涉法和環(huán)帶法，平面、球面或者非球面都可以用干涉儀直接測量面形。

4.2.超精光學(xué)鏡頭的超精裝校技術(shù)

超精光學(xué)裝校是生產(chǎn)接近衍射極限光學(xué)鏡頭的另一個(gè)重要保證。超精定中心專用立式裝校車床是超精光學(xué)裝校的關(guān)鍵。

國內(nèi)最早的裝較儀是成都光電所生產(chǎn)的口徑為500mm的精密定心裝校儀。儀器主軸是超精密軸承結(jié)構(gòu)，徑向跳動和軸向跳動都達(dá)到1μm。現(xiàn)在國外這類定心機(jī)床中的液體靜壓軸承徑向跳動已達(dá)到了0.1μm，空氣軸承徑向跳動已達(dá)到0.05μm。

超精光學(xué)裝校以機(jī)床主軸為基準(zhǔn)，全部鏡片的球心都交在機(jī)床主軸上，從而達(dá)到以光軸為基準(zhǔn)的超精裝校。在裝校過程中還可以按照鏡頭成像要求來進(jìn)行調(diào)整。超精鏡頭是光學(xué)鏡頭的最高要求，典型代表是紫外光刻鏡頭、干涉儀標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、望遠(yuǎn)鏡校準(zhǔn)鏡頭與空間相機(jī)等。

我國近期開展的193nm超紫外光刻鏡頭給光學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)加工和光學(xué)裝校帶來了很大的挑戰(zhàn)。據(jù)初步估測，如果要完成該鏡頭給定的設(shè)計(jì)指標(biāo)需要30多個(gè)鏡片，所用光學(xué)材料主要為硬質(zhì)石英玻璃與軟質(zhì)的氟化鈣（CaF2）晶體。顯然這種材料的表面應(yīng)該是超光滑級，表面面形超精密級，加工難度非常大，而光學(xué)裝校也就不言而喻了。浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?guī)啄昵把兄瞥晒α舜竺娣e投影光刻物鏡，其技術(shù)指標(biāo)是：通光口徑為280mm，數(shù)值孔徑NA為0.08，曝光波長為365nm，景深為0.25μm，線視場為203.2mm，分辨率小于等于2.5μm（理論極限值）。這一類超高精度物鏡的制造技術(shù)也是光電行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

5.結(jié)束語

應(yīng)對國際金融危機(jī)，我國光電信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)該調(diào)整企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，針對光學(xué)工藝的熱點(diǎn)問題，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，從“小、大、硬、精”四個(gè)方面選擇突破點(diǎn)，培植新的GDP增長點(diǎn)，使國際金融危機(jī)帶來的負(fù)面影響降低到最小。