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　　防光暈玻璃中間部分透明，邊緣呈黑色，俗稱(chēng)“牛眼窗”，是微光夜視儀光學(xué)輸入窗口的主要材料。它的性能對(duì)微光夜視器件的光電轉(zhuǎn)化量子效率、成像品質(zhì)、工作壽命等具有十分重要的影響。

　　近日，中國(guó)建材總院多年研發(fā)攻關(guān)的“防光暈玻璃系列產(chǎn)品”入選工業(yè)和信息化部第八批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品名單。中國(guó)建材總院北京分公司總經(jīng)理賈金升告訴科技日?qǐng)?bào)記者：“防光暈玻璃團(tuán)隊(duì)不斷突破，推動(dòng)了我國(guó)微光夜視及相關(guān)微弱信號(hào)探測(cè)技術(shù)發(fā)展。”

　　攻克難題改善成像水平

　　日前，記者來(lái)到中國(guó)建材總院防光暈玻璃生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)。只見(jiàn)工人們正在機(jī)器設(shè)備的幫助下，井然有序地對(duì)防光暈玻璃進(jìn)行打磨、拋光、檢驗(yàn)等工作。

　　防光暈玻璃面積不大，直徑在25毫米至90毫米之間，做起來(lái)卻很難。中國(guó)建材總院北京分公司研發(fā)中心副主任劉輝告訴記者，這片小小的玻璃，歷經(jīng)了20多年的研發(fā)歷程，其間取得的一項(xiàng)重要成果就是玻璃黑化技術(shù)。

　　“20世紀(jì)90年代，微光夜視器件主要光學(xué)輸入窗口材料從透光率較低的光纖面板材料向高透光率的玻璃材料發(fā)展。但高透光率的玻璃材料伴有難以消除的雜散光問(wèn)題。”劉輝介紹，窗口材料的“臺(tái)階”式結(jié)構(gòu)加劇了雜散光難題的復(fù)雜性，嚴(yán)重影響了整體成像質(zhì)量，而玻璃黑化技術(shù)則能有效解決雜散光難題。

　　防光暈玻璃有透明中心區(qū)域和黑色外部區(qū)域兩個(gè)明顯分區(qū)。為消除雜散光，一開(kāi)始，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)最先想到的是“分再合”的做法。他們借鑒較成熟的特種光纖拉制技術(shù)，將透明玻璃和黑玻璃分別做成玻璃棒和玻璃管，再在高溫下進(jìn)行熔合。但實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)玻璃的消雜光等能力明顯不足。對(duì)此，團(tuán)隊(duì)調(diào)整研發(fā)思路，從“合再分”的角度出發(fā)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，即在一塊玻璃上，讓不同區(qū)域呈現(xiàn)不同顏色，從而具備相應(yīng)功能。

　　劉輝介紹，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)按照“合再分”的思路，對(duì)玻璃配方、熔制成型、二次處理等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，最終用100多天發(fā)明了玻璃黑化技術(shù)。“玻璃黑化技術(shù)好比對(duì)整塊玻璃實(shí)施黑白轉(zhuǎn)變‘魔法’，通過(guò)調(diào)整玻璃的微觀結(jié)構(gòu)和相關(guān)工藝控制，最終形成外部分區(qū)為黑色，中心區(qū)域純凈透明的玻璃。”劉輝表示，玻璃黑化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同一玻璃基底上不同區(qū)域位置分別具備高透過(guò)率和高吸收率的性能特點(diǎn)。

　　此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還配套研發(fā)了玻璃熔制爐，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、尋找規(guī)律等方式確定了相關(guān)工藝參數(shù)，攻克了高黏度玻璃高品質(zhì)均勻熔制成型等技術(shù)。

　　2003年，防光暈玻璃項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功交付第一批產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的防光暈技術(shù)相比，玻璃黑化技術(shù)打造的防光暈玻璃具有更高的光電轉(zhuǎn)化量子效率和成像品質(zhì)，為我國(guó)微光夜視器件的發(fā)展注入了新動(dòng)力。

　　打通堵點(diǎn)提升生產(chǎn)線質(zhì)量

　　2012年，防光暈玻璃的市場(chǎng)需求快速增加。同時(shí)，用戶對(duì)防光暈玻璃的性能要求也大幅提高，但防光暈玻璃生產(chǎn)線的產(chǎn)能卻嚴(yán)重不足。造成這個(gè)問(wèn)題的主要原因在于產(chǎn)線效率不穩(wěn)定。

　　生產(chǎn)線的工藝技術(shù)不高，各工序的生產(chǎn)操作極不穩(wěn)定，導(dǎo)致良品率較低。2014年，法國(guó)客戶訂購(gòu)防光暈玻璃產(chǎn)品2000片。但檢測(cè)產(chǎn)品后大部分產(chǎn)品都出現(xiàn)了劃傷、崩邊現(xiàn)象，最終客戶只拿走了400件。

　　對(duì)此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在總工藝師的帶領(lǐng)下“扎根”車(chē)間，攻克一道又一道工序的堵點(diǎn)、卡點(diǎn)，進(jìn)行生產(chǎn)工藝革新和優(yōu)化，千方百計(jì)把產(chǎn)品性能指標(biāo)提上去。

　　以拋光問(wèn)題為例。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在選材上嚴(yán)格把關(guān)，測(cè)試了市面上幾乎所有廠家的拋光粉，重新調(diào)配加工。“拋光粉硬了容易造成拋光劃傷，軟了又拋不動(dòng)，我們就對(duì)拋光粉進(jìn)行泡、煮、靜置等多項(xiàng)工藝流程。”劉輝說(shuō)，團(tuán)隊(duì)最后研發(fā)出一種水熱工藝，提高了拋光粉的分散性和均勻性，優(yōu)化了拋光粉的硬度和顆粒度，解決了防光暈玻璃表面光潔度問(wèn)題。

　　按照“精益求精”的工藝控制要求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)先后突破了異型光學(xué)元件精密加工、性能評(píng)價(jià)等系列關(guān)鍵核心技術(shù)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)在生產(chǎn)過(guò)程中加大自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的投入，使防光暈玻璃產(chǎn)品性能大幅提升，產(chǎn)能滿足了用戶單位的需求。劉輝介紹：“2023年防光暈玻璃年產(chǎn)能達(dá)到50萬(wàn)片，較2012年提升了70倍，并推動(dòng)國(guó)內(nèi)外客戶入司按AQL抽檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)，產(chǎn)品合格率達(dá)到了99.98%以上，接近‘免檢’水平。”

　　2023年6月，中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)組織對(duì)防光暈玻璃技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行了成果評(píng)價(jià)，專(zhuān)家組一致認(rèn)為其技術(shù)成果難度大、創(chuàng)新性強(qiáng)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，核心技術(shù)自主可控，解決了關(guān)鍵材料“卡脖子”問(wèn)題，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。

　　20多年來(lái)，中國(guó)建材總院防光暈玻璃團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了防光暈玻璃在材料設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)和成套裝備等方面的突破和產(chǎn)業(yè)化。防光暈玻璃獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利20余項(xiàng)，建筑材料科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)科技獎(jiǎng)勵(lì)。

　　“未來(lái)，防光暈玻璃在醫(yī)學(xué)診療、信息顯示、智能穿戴、紫外探測(cè)、高能物理等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來(lái)越重要的作用。”賈金升說(shuō)，“我們將持續(xù)推動(dòng)防光暈玻璃等玻璃功能材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，用材料創(chuàng)造更美好世界。”