NASA研究用于高精度光學鏡面的新型涂層材料

　　日前，美國航空航天局(NASA)針對超高敏感度的天文望遠鏡應用，正在研究最新的涂層材料，用于保護NASA迄今為止最為強大一個鏡面項目的背面鋁基材，並將使該項目最終得以有效運轉。

　　NASA的Goddard太空飛行中心的研究人員正在努力研發完美的涂層，以保護該機構最新的3波段長波(紅外線、可見光和遠紫外線)敏感型高反射鋁鏡。

　　鏡子背面的鋁基材是制作高質量鏡面的關鍵，但是研究團隊遇到的問題是鋁基材容易氧化，進而導致鏡面反射率的損失，因此必須引入專門的保護涂層材料。

　　據項目首席研究員Manuel Quijada說︰“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行保護，以免受自然氧化的影響。”

　　為此，該團隊面臨的挑戰是開發一種保護涂層，能夠賦予鏡面在“Lyman Alpha”範圍內的有效反射率，NASA對這一範圍的定義為90∼130nm，只有在這個範圍內具有反射性的鏡面才有能力發現任何其他方式看不見的遠處的行星。

　　Quijada說︰“此前在這個範圍內涂層的低反射率是遠紫外線望遠鏡和光譜儀設計中最大的限制之一。”

　　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NASA介紹，此前項目研究團隊最接近目標的方法是通過物理氣相沉積工藝，應用氟化鎂或氟化鋰薄膜，經過驗證該方法可以在133.6∼154.5nm範圍內達到90%的反射率。

　　隨著項目團隊對鏡面理想涂層研究的深入，還希望能進一步延長其他觀測工具的使用壽命，如應用于遠紫外光譜探測器的改進，這是一個已在軌8年，並承擔了6000多次觀測任務的衛星，但是據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。