新光学制造方法及材料的独特应用

　　人们正在用各种非传统的方法制造商品化的光学元件，其中包括旋转铸造等离子体辅助化学蚀刻以及溶剂一凝胶(501一gel)制造等。研究人员还正在用新开发的非寻常材料来制造现代化光学元件。本文对几种这样的材料和非传统的制造方法进行了评述。

　　制造毛坯

　　用旋转铸造的方法制作大型抛物面的反射镜毛坯可以减少研磨时间和降低玻璃原料的费用。有一些项目需要用旋转铸造的方法为望远镜制造巨型反射镜。德国Schott玻璃厂正在受托，为欧洲南部天文台的超大型望远镜铸造四个直径为8.2m的反射镜。美国亚利桑那大学的反射镜研究室正在旋转铸造6.5m的蜂窝状反射镜。制造大型反射镜(包括蜂窝反射镜)另外的方法是该研究室曾用过的离心旋转、熔融和下陷的方法。目前Corning玻璃公司正用这种方法为Subaru望远镜制造sm的天文反射镜。为此，该公司把玻璃块熔在一起成一平板毛坯，对毛坯进行研磨后重新加热直至其表面下陷成所需的形状。

　　某些研究人员一直在试图用碳化硅来代替不随温度变化的玻璃，来制造大型反射镜。TeledyneBrown工程公司的GaryWilkerson认为，碳化硅对于反射镜和高能量激光器来说是极好的材料，因为它的高热传导性能足以弥补其热膨胀，另外这种材料对其负荷有很高的刚性业且抗擦伤。目前HugllesDanbury和Roekwell两家公司的工作人员正在为宇航应用开发碳化硅反射镜。

　　为了使熔融石英制造的大型非球面反射镜成型，研究人员开发了一种等离子体处理和化学蚀刻结合使用的方法。在等离子体辅助化学蚀刻(PACE)方法中，等离子体加速了化学反应业控制表而上应该去掉的材料。PACE与机械研磨不同，它不造成表面下的损伤。该公司发展这项技术已有多年了，现在已经有了一套生产设备。

　　同样，溶剂一凝胶技术的商品化也已有多年了，但其应用尚需开发。Geltech公司正在用溶剂一凝胶制造透镜及多孔材料。例如，玻璃棒中可以掺入染料，以便制作固体染料激光器。另外，Littonltek光学系统公司正在用溶剂一凝胶技术制造细微颗粒，用来压制成多晶硫化锌和硒化锌窗口。他们已能制造高质量的多晶透镜和窗口所必需的直径为0.3协m的均匀球形颗粒。

　　材料及其处理

　　新的材料和对材料的处理增加了光学工业可得到的资源。橡树岭国家实验室的研究人员W.B.Snyder，Jr.和田纳西大学的C。J。McHargue已经发现对高度抛光的蓝宝石进行离子注入可使其表面强度增加三倍。此外这种工艺不影响材料的红外透过特性。蓝宝石虽然传统上由于其硬度大而很难加工，但是它成为非常硬的材料就更加诱人了。