微晶玻璃与光学天文望远镜 作者 张健

微晶玻璃 ，微晶望远全称超低膨胀微晶玻璃 ，玻璃也有人简称零膨胀玻璃 。光学这种玻璃有膨胀系数极低等重要特性 ，天文因此它是镜作健制造大型反射式光学天文望远镜镜片的优质材料 。

谈到光学天文望远镜，微晶望远人们会联想到1609年意大利物理学家兼天文学家伽利略发明的玻璃折射式光学天文望远镜 ，1671年英国物理学家牛顿又发明了反射式光学天文望远镜并用于天文观测的光学历史。光学天文望远镜的天文发明 
，是镜作健天文观测工具一个划时代的进步，它结束了人类只能依靠肉眼观测天体的微晶望远历史，反射式光学天文望远镜的玻璃发明还奠定了现代大型光学天文望远镜的基础 。

自发明光学天文望远镜以来 ，光学人类的天文光学天文观测设备，包括目前（养布偶的镜作健备注:指2001年9月之前）最先进的地面和空间光学天文观测设备在内，玻璃镜片都一直是它们关键的组成部分 。但是 ，300多年来，光学天文望远镜所用的玻璃镜片一直是膨胀系数较高的普通光学 。20世纪60年代中期研制出的超低膨胀微晶玻璃，其特性之一是膨胀系数在使用温度范围内接近于零 。例如，1984年通过鉴定的由上海新沪玻璃厂研制的直径2.2米超低膨胀玻璃天文镜坯，在0℃～－50℃范围内的膨胀系数仅为普通光学玻璃膨胀系数的1% 。因此，用这种玻璃能够磨制出光学质量很好的反射镜面。

对于大型反射式光学天文望远镜来说，超低膨胀微晶玻璃的重要性不言而喻，其主要在于以下两个方面  。

第一方面，其星象质量不受望远镜镜片热惯性的破坏 ，这是评价望远镜镜片光学质量好坏的重要指标之一。

众所周知，光学天文望远镜的主要指标，一是其终端的分辨能力 ，二是其主要镜片的口径大小 。由于星光极弱
 ，若望远镜口径不够大 ，聚光不够多，经过光栅色散后光信号就更微弱 ，无法进行光谱分析研究
，照相也会暗弱不清 。增大望远镜口径 ，还可避免一些大气流源而提高信噪比。因此，现代光学天文望远镜除利用最新技术改进终端系统的分辨能力外 ，还尽力加大望远镜口径。然而，望远镜口径的加大，除增加制造望远镜的技术难度和经费支出外，还加大了望远镜主镜镜片的热惯性 。当夜间打开观测室准备使用望远镜时，望远镜周围的温度便会升高或下降 ，主镜镜片便随之产生热胀或冷缩的变形  ，使观测的天体质量变坏，对目视、照相或分光观测部分都带来不利的影响。大型光学天文望远镜的主镜镜片相当大，相当厚 ，其热惯性很大 。打开观测室后  ，望远镜的主镜镜片与其周围温度的平衡过程就相当长 ，即消除主镜镜片热畸变的时间就相当长 。

前苏联科学院特别天体物理天文台6米直径的反射式光学天文望远镜，其主镜镜片是用普通光学玻璃制成的，膨胀系数相当高。这台望远镜在实际使用中 ，由于外界大气中逐夜的温度有几摄氏度的变化，从而引起主镜镜片难以收拾的热畸变 。这块厚厚的镜片热惯性非常大，要使它同外界的温度变化完全平衡起来需要花费三天的时间
。

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