NASA研究用于高精度光學(xué)鏡面的新型涂層材料

　　日前，美國(guó)航空航天局(NASA)針對(duì)超高敏感度的天文望遠(yuǎn)鏡應(yīng)用，正在研究最新的涂層材料，用于保護(hù)NASA迄今為止最為強(qiáng)大一個(gè)鏡面項(xiàng)目的背面鋁基材，并將使該項(xiàng)目最終得以有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　NASA的Goddard太空飛行中心的研究人員正在努力研發(fā)完美的涂層，以保護(hù)該機(jī)構(gòu)最新的3波段長(zhǎng)波(紅外線、可見(jiàn)光和遠(yuǎn)紫外線)敏感型高反射鋁鏡。

　　鏡子背面的鋁基材是制作高質(zhì)量鏡面的關(guān)鍵，但是研究團(tuán)隊(duì)遇到的問(wèn)題是鋁基材容易氧化，進(jìn)而導(dǎo)致鏡面反射率的損失，因此必須引入專門(mén)的保護(hù)涂層材料。

　　據(jù)項(xiàng)目首席研究員Manuel Quijada說(shuō)：“鋁是一種大自然給予我們具有最廣泛光譜覆蓋特性的金屬材料，然而，該材料必須采用透明的薄膜進(jìn)行保護(hù)，以免受自然氧化的影響。”

　　為此，該團(tuán)隊(duì)面臨的挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)一種保護(hù)涂層，能夠賦予鏡面在“Lyman Alpha”范圍內(nèi)的有效反射率，NASA對(duì)這一范圍的定義為90～130nm，只有在這個(gè)范圍內(nèi)具有反射性的鏡面才有能力發(fā)現(xiàn)任何其他方式看不見(jiàn)的遠(yuǎn)處的行星。

　　Quijada說(shuō)：“此前在這個(gè)范圍內(nèi)涂層的低反射率是遠(yuǎn)紫外線望遠(yuǎn)鏡和光譜儀設(shè)計(jì)中最大的限制之一。”

　　二氟化氙(F-Xe-F)

　　而NASA研究的一種方法是采用物理氣相沉積方法將二氟化氙的薄涂層應(yīng)用到鋁表面上，所形成的氟離子將有效防止鋁氧化。而另一種方法是通過(guò)離子輔助物理氣相沉積或原子層沉積方法，將三氯化鋁直接涂覆在基材上。

　　據(jù)NASA介紹，此前項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)最接近目標(biāo)的方法是通過(guò)物理氣相沉積工藝，應(yīng)用氟化鎂或氟化鋰薄膜，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證該方法可以在133.6～154.5nm范圍內(nèi)達(dá)到90%的反射率。

　　隨著項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)鏡面理想涂層研究的深入，還希望能進(jìn)一步延長(zhǎng)其他觀測(cè)工具的使用壽命，如應(yīng)用于遠(yuǎn)紫外光譜探測(cè)器的改進(jìn)，這是一個(gè)已在軌8年，并承擔(dān)了6000多次觀測(cè)任務(wù)的衛(wèi)星，但是據(jù)NASA介紹，該裝置鏡面的鋁基材正在由于氧化而面臨最終失效。