单位:中国建材总院
项目是由中国建材总院自主创新研发,主要应用于光电材料领域。
本项目产品光纤倒像器是微光像增强器的窗口材料,其指标高低直接决定了微光像增强器的性能优劣。为了获得高清晰的成像、更大视场的观察范围,创新研制出大尺寸、高性能的光纤倒像器,以满足高清晰度、宽视野微光夜视仪的配套要求。
项目的主要创新点包括:1)发明了一组大尺寸光纤倒像器用高稳定性高折射率芯料玻璃、高稳定性低折射率的皮料玻璃和高效高稳定性光吸收玻璃组份,三种玻璃材料均具有良好的抗析晶分相性能和化学相容性,通过引入特制光吸收纤维,并优化匹配工艺,制板后得到的对比度满足了研制要求。2)研制了硬质光纤专用拉丝和排列成型装备,并研发了分形排列技术,实现了千万根微米级纤维的高精度排列成型。通过研究高精度拉丝技术,包括高精度棒管成型技术、设计高均温拉丝炉、高精度点接触抱拉技术,确保了二次复丝精度<±3μm,椭圆度<10μm,研究分形排棒及排板技术将剪切缺陷控制在10μm以下,同时通过研究等离子体清洗及封装技术解决了大尺寸光纤倒像器可能会增加黑网格、白网格的缺陷。3)揭示了硬质光纤元件放大像畸变的形成机理,创新了硬质光纤元件的熔压成型工艺方法,解决了放大像畸变缺陷。通过研究包边熔压成型技术,设计高均匀熔压炉并优化熔压成型工艺,确保了中心放大率从原来的2%减小到1%以下。4)明确了光纤倒像器边缘分辨率消失的成因,研制了旋转差速扭转成型设备,提高了光纤倒像器的成像均匀性。通过设计专用扭转炉,研究旋转差速扭转工艺代替原有的固定扭转工艺,缓解受热和受力不均匀,解决扭区宽度控制不佳导致的S畸变,扭转变形不均匀所导致的边缘分辨率下降缺陷。5)研制了光纤倒像器疵点仪、对比度测试设备,推进了光纤倒像器性能评价的标准化。利用机器视觉原理,通过标准化测试环境和衡量标准,并利用机器自动统计便利,实现了光纤倒像器的疵点的自动分析和检测。
项目自2020年4月投产上线以来成效显著。Φ40mm光纤倒像器的成功研制实现了大尺寸、低缺陷等关键技术指标,确保了超二代近贴管技术在微光驾驶仪上的应用,有效提升了原有装备的观瞄精度和观察视野,解决了国外技术封锁和产品禁运问题。目前,该产品已形成不低于2000套/年的稳定生产能力,满足了国内配套需求,相关先进制造技术也已应用在同类产品的生产过程中,大幅提升了产品质量和产品合格率,创造了十分可观的社会经济效益。衍生出的新材料篆刻艺术产品,使用艺术创作的方式,展现了所在企业追求真善美的做法和成绩,创新了企业理念传播方式。