达到亚纳米级的光滑度

这枚小镜片登上太空去“望远”

至臻光学生产内景。杨柳 摄

开栏的话
　　见惯了人形机器人、电动汽车、可回收火箭等“大家伙”，你知道吗，成都还有很多硬核制造的“小玩意儿”。这些“小玩意儿”虽然不那么为公众所熟知，但无不是行业翘楚，持续推高该领域的创新天花板。
　　本月召开的成都市加快建设全国先进制造业基地大会提出，加快促进设备更新、工艺优化、管理创新，推动制造业向产业链高端延伸、向价值链上游攀升。
　　即日起，四川日报全媒体推出系列策划《了不起的小玩意儿》，关注这些先进制造领域的“成都造”，看“小玩意儿”如何折射成都科技创新与产业融合的大能量、持续向上游攀升的大步伐。
　　敬请垂注。

□杨柳 四川日报全媒体记者 薛维睿
　　一枚小小的镜片，正在一台超精密光学设备里接受离子束的雕琢。经过抛光，它能达到亚纳米级的光滑度。对镜片而言，越光滑，意味着光线通过时散射越少，成像就越清晰。
　　亚纳米级，是个什么概念？打个比方，如果把这枚镜片放大到一个标准足球场那么大，整个表面的任何起伏，都不会超过一层保鲜膜的厚度。这样的极致光滑，才能在远距离实现精准一瞥。
　　这枚不起眼的小镜片，是遥感卫星的“眼角膜”，在数百公里外的太空，帮地面看清山川变化、监测地质灾害；也是激光防务的“瞄准镜”，能实现远距离目标精准定位。
　　镜片来自位于成都市新津区的四川至臻精密光学有限公司（下称至臻光学）。这家成立于2016年的年轻企业，突破超精密抛光的关键“卡脖子”技术，从装备到工艺实现全链条自主可控，为半导体、激光通信、航空航天等应用领域设备，装上成都造“眼角膜”。

用看不见的“原子刀”，修出亚纳米级的光滑
　　超精密光学制造，有一个绕不开的环节——抛光。
　　普通镜片的精度要求是微米级，但用在卫星、激光通信等尖端场景的镜片，精度门槛至少要提高到纳米级——光滑到几乎不散射一丝光线。过去，这一技术长期被国外企业垄断。
　　2018年，至臻光学攻克“卡脖子”技术，研发出我国第一台成熟商用的离子束抛光机，能达到亚纳米级精度。作为超精密光学制造的“母机”，没有这一设备，下游的高端镜头系统就是无源之水。
　　传统光学镜片抛光，是用很细的磨料在镜面上反复摩擦，把凸起的地方磨掉。但这样的“硬磨”，会让磨料压入镜面，产生微小的划痕和内伤，很难修出原子级别的精度。
　　离子束抛光的核心，则是将“磨”换成“撞”。至臻光学副总经理刘海涛解释，简单来说，就是将氩气电离加速，形成一束看不见的“原子喷枪”，用高速撞击的方式把材料表面的原子一个一个“撞掉”。“工具决定了加工精度。”刘海涛说，离子束抛光用的“刀”，是原子本身——这个世界最小的构成单元。用原子当工具，才能实现原子级的平滑。
　　随后，至臻光学还在国内率先研制出机器人抛光设备，开发出当时全世界最大口径的离子束超精密加工系统，实现国内领先的亚纳米级工艺能力。这也让企业跻身全国超精密光学行业第一梯队。目前，仅设备板块年营收就超亿元，且保持着年均30%以上的增长。

“哑铃式”结构发展，打通从设备到系统全链条
　　在超精密光学领域，做设备的企业，可能不懂光学系统如何设计和落地；做系统的企业，又卡在没有自研“工业母机”的能力上。而至臻光学则是“文武兼备”，用一台自研设备撬动了整条产业链。
　　该公司相关负责人用“哑铃式”结构来概括：一头是设备——制造高精尖镜片的“母机”，从装备到工艺实现全链条自主可控；一头是系统——直接研制超精密光学系统，切入商业航天、激光防务、半导体等需求爆发的赛道。在这“哑铃”的两端之间，企业还承接高难度晶片加工，既验证设备性能，又为系统研发提供支撑。“这意味着，从设计、加工、装配到调试测试，所有环节我们都能自己做，还具备全流程的检测能力。”上述公司相关负责人说，这种“一站式”能力，让企业得以进入一个个高附加值的应用场景。
　　在商业航天领域，至臻光学的镜头模组已装配到遥感卫星的星载相机上。卫 星 在太空飞行时，正是这套小小的光学系统，帮地面看清山川变化、监测地质灾害。该公司相关负责人介绍，仅遥感相机镜头这一细分市场，就是一块百亿级的“蛋糕”，“能‘切’十分之一，就是十个亿。”此外，在激光通信、半导体装备、高端医疗、环境监测等领域，至臻光学也在同步发力。
　　超精密光学应用场景还在逐步拓展。在该公司相关负责人看来，这是一条“长坡厚雪”的赛道，“技术门槛高、产业天花板同样高，打通从设备到系统全链条，是成为行业龙头的必由之路。”