序号

1

提名奖种

□自然科学类              □技术发明类              □科技进步类

项目名称

面向国家重大工程的大口径高均匀性光学玻璃自主可控关键技术及应用

主要完成人

余家欣、马国鹭、于天来、范朦、吴永康、何洪途、范松如、张强、邱红、叶竹之

主要完成单位

西南科技大学、成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆、大发黄金版网页登陆、成都泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆

提名单位（专家）意见

超大型高精度光学系统的制造能力体现了一个国家尖端装备制造的水平。大口径光学玻璃元件是大型光学装备中的绝对核心元件，其优异的光学性能需要通过高均匀性光学玻璃坯料的制备技术和玻璃坯料的精密表面加工与检查技术予以保障，以上技术是大口径光学元件高水平制造的核心内涵，也成为制约大型光学装备优异光学性能的关键技术瓶颈。

项目组在国家重点研发计划、国防基础科研重点项目、国家自然科学基金等课题的支持下，通过近10年的“产学研”联合攻关，突破了高均匀性大口径光学玻璃坯料制备技术，解决了大口径光学玻璃元件高质量稳定加工难题，形成了大口径光学器件的大景深高分辨检测与评价方法。

本项目共获得授权专利25项（国防专利3项、发明专利19项）,发表论文40篇(SCI检索18篇，EI检索15篇)，制定标准规范17项（国家标准1项）。同时成果在产业化应用中形成了高均匀性大口径光学玻璃坯料制备生产线10条、精密加工生产线4条、光学检测平台2个，并形成多个型号的大口径光学玻璃坯料与大口径光学玻璃元件，近三年直接经济效益4.77亿元，间接经济效益约11亿元。所研制大口径高均匀性光学玻璃器件打破了国外产品的垄断，成功应用于我国惯性约束核聚变激光系统、星地量子通讯多孔径地面站望远镜、探月工程三期嫦娥五号激光雷达、星地链子通讯多孔径地面望远镜等一系列国家重大光学工程，社会效益显著。

提名该项目为四川省科技进步奖。

项目简介

以ICF高能激光装置、大型激光雷达、高分辨对地观测系统、空间遥感光学系统为代表的重大光学装备在国家能源、国防、航天、空间探测等领域发挥了巨大作用，大口径光学玻璃元件是上述重大装备中的绝对核心元件。由于玻璃的通光口径大，光线传输路径长，玻璃材料本身的均匀性及其表面形貌的微小偏差将会造成光路轨迹的大幅偏移与光能的显著耗散，严重影响光学系统效果。正由于其大口径的特性，玻璃坯料的通体均匀性及其表面的全局加工质量极难控制。

由于大型光学装备多涉及国家重大战略部署，发达国家对大口径光学玻璃的高均匀制备与精密加工技术进行了严格的封锁，导致我国在大型光学装备研发上的滞后。为保证我国系列重大光学装备的研制，项目组在国家重点研发计划、国防基础科研重点、国家自然科学基金项目等课题的支持下，通过近10年的“产学研”联合攻关，突破了大口径光学玻璃的高均匀性坯料制备、高质量稳定塑性加工、高分辨大景深检测三大技术瓶颈，实现了关键技术的自主可控。

项目共授权发明专利22项、实用新型3项，发表论文40篇（SCI/EI 33篇），主持制订国家标准1项。研究成果被美国国家点火工程（全球最领先ICF激光装置）光学部主任跟踪报道，第一完成人受德国肖特玻璃研究所（全球最尖端光学玻璃研究机构）首席科学家邀请做国际学术邀请报告。经同行专家评审鉴定，研究成果总体达到国际先进水平。所研制大口径光学玻璃元件打破了国外产品的垄断，近三年产生直接经济效益4.77亿元，间接经济效益11亿元，并成功应用于我国ICF激光装置、星地量子通信、载人航天、探月工程等多项国家重大工程中，实现了重大光学装备核心元件的自主可控，确保了国家重大工程的研制周期和研发成本，为提升我国重大光学装备的国际竞争力做出重要贡献。

客观评价

2020年5月19日，四川工信科技技术评估有限责任大发黄金版网页登陆在成都组织专家对西南科技大学、成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆、大发黄金版网页登陆、成都泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆共同完成的《面向国家重大工程的大口径高均匀性光学玻璃自主可控关键技术及应用》项目进行了科技成果评价，评价委员会听取了项目完成单位的工作总结和技术研究报告，审阅了相关资料。经质询讨论，形成以下评价意见：

一、提交的资料齐全、规范，符合科技成果评价要求。

二、项目为满足国家重大工程的需求，开展了大口径光学玻璃的高均匀性制备与精密加工关键技术研究，突破了玻璃高均匀性坯料制备、高质量稳定加工、大景深高分辨检测与评价等关键技术，实现了关键技术的自主可控。

三、该项目共获得发明专利22项、实用新型专利3项，发表学术论文40篇，主持制订国家标准1项。

四、研制的高均匀性大口径光学玻璃产品已经成功应用于我国ICF激光装置、星地量子通信、载人航天、探月工程等多项国家重大工程中，实现了光学系统核心元件的自主可控，取得了显著的经济和社会效益。

综上所述，评价委员会认为项目总体技术处于国际先进水平。

应用情况

本项目涉及到的研究成果主要通过西南科技大学与成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆、大发黄金版网页登陆、成都泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆的产学研合作，进行了科研成果产业化应用。主要产品包括大口径K9玻璃、大口径镧系玻璃以及大口径磷酸盐激光玻璃等高均匀性光学玻璃坯料，以及基于上述光学玻璃坯料进行精密加工，生产的大口径平面镜、球面镜、圆锥透镜、角锥棱镜以及高次离轴非球面透镜等性能优异的光学器件。近三年，应用本项目技术所生产上述大尺寸光学器件，已经广泛应用在中国工程物理研究院、中国兵器装备大发黄金版网页登陆、航天508所、中科院长春光机所、中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所等近30家国家重大光学系统的需求单位，具体应用涉及到太空望远、高轨道卫星成像、宇宙飞船的侦察、微秒/亚微秒光刻以及天基激光武器等诸多国家战略尖端光电科技领域，取得了显著的经济和社会效益，推动了我国大尺寸优异性能光学玻璃制备与加工技术的科技进步。

知识产权（标准）类别

知识产权（标准）具体名称

国家

（地区）

授权号（标准编号）

授权（标准发布）日期

证书编号（标准批准发布部门）

权利人（标准起草单位）

发明人（标准起草人）

发明专利（标准）有效状态

国防专利

大口径玻璃成型罩

中国

ZL 201218006018.4

2015.12.09

第30119号

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

莫大洪、于天来、邱红、曹亮军

有效

发明专利

一种大外径变形镜主镜的加工方法

中国

ZL 2014 1 0065348.9

2016.04.13

第2029954号

大发黄金版网页登陆

范松如、王建军

有效

发明专利

基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置及控制方法

中国

ZL 2014 1 0636119.8

2017.5.17

第2490341号

西南科技大学

马国鹭、曾国英、赵登峰

有效

发明专利

一种带有拉、压机构的摩擦磨损测试装置及测试方法

中国

ZL 2017 1 0627326.0

2019.12.03

第3618337号

西南科技大学

余家欣

有效

国防专利

大口径高精度光学玻璃的成型装置及其工艺

中国

ZL 201010050999.2

2015.12.18

第19021号

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

赵月、邱红

有效

发明专利

一种基于无衍射光束的瞬时转速测量方法、装置及系统

中国

ZL 2014 1 0637219.2

2018.01.02

第2762458号

西南科技大学

马国鹭、赵登峰、曾国英

有效

发明专利

光学玻璃预制件的条纹检测装置及其检测方法

中国

ZL 2015 1 0420638.5

2019.04.09

第3326248号

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

于天来、王培新、吴文进、马志远

有效

实用新型

一种光学元件加工设备

中国

ZL 2018 2 0827040.7

2019.03.08

第8569865号

大发黄金版网页登陆

陈冬晖、王建军、范松如

有效

发明专利

一种自聚焦反光杯

中国

ZL 2014 1 0115468.5

2016.03.02

第1973980号

大发黄金版网页登陆

王建军、范松如

有效

发明专利

一种条片清洗机

中国

ZL 2014 1 0251770.3

2015.12.30

第1884917号

成都泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆

叶竹之、石清

有效

主要完成单位及

创新推广贡献

西南科技大学

西南科技大学主要负责牵头本项目的总体研究框架制定和技术理论攻关，主要围绕在大口径光学玻璃均匀制备技术理论、超精密加工中的材料去除机理、面型精度控制、加工后缺陷的演化过程、表面缺陷的快速稳定检查原理等大量基础科学问题开展研究工作，为大口径光学玻璃制备和精密加工产业化技术和工艺提供理论支撑，研究成果发表论文33篇（其中SCI/EI检索31篇）、形成发明/实用新型专利7项、培养研究生14名。

主要完成单位及

创新推广贡献

成都光明光电股份有限大发黄金版网页登陆

成都光明光电股份有限大发黄金版网页登陆主要负责大口径K9光学玻璃、镧系光学玻璃以及磷酸盐激光玻璃坯料的高均匀制备理论和技术的开发，完成了以上大口径光学玻璃的生产线组建、制备技术革新、制备工艺优化等任务。最终批量获得均匀性指标达到 ≤3×10^-6的大口径K9以及磷酸盐激光玻璃等产品，同时形成国家发明专利以及国防发明/专利9项，发表论文7篇，并形成国家标准1项，大发黄金版网页登陆工艺规程9项。

主要完成单位及

创新推广贡献

大发黄金版网页登陆

大发黄金版网页登陆负责大口径光学玻璃元件超精密加工的技术实施工作，通过和西南科技大学的产学研合作，将西南科技大学针对精密加工相关机理等科学问题的认识融合应用至加工的产业化生产中，通过装备改进、工艺革新，形成系列专利，并建成精密加工生产线4条，获得大批量高质量具有超光滑低缺陷的大口径光学玻璃产品4个系列，同时相关成果形成发明/实用新型专利6项，大发黄金版网页登陆工艺规程5项。

主要完成单位及

创新推广贡献

成都泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆

成都泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆负责光学玻璃清洗技术的实施工作，将西南科技大学关于光学元件表面吸附磨粒对表面质量的影响机理转化为表面清洗技术，保证光学元件的表面洁洁净。同时将光学玻璃加工相关机理应用于大尺寸石英晶片精密加工，相关成果形成发明/实用新型专利3项，大发黄金版网页登陆工艺规程1项。

姓名

余家欣

排名

1

行政职务

副院长

技术职称

研究员

工作单位

西南科技大学

完成单位

西南科技大学

对本项目贡献

作为项目总负责人，承担项目总体规划和研究指导工作，对本项目第二项科技创新中光学玻璃精密加工机理做出了重要贡献。提出了磨抛过程中基于单磨粒脆/塑性损伤转变的评估理论，建立了精密抛光中的材料去除与表面粗糙度的预测模型，掌握了精密抛光后由于清洗和存储不当造成的表面质量恶化机理，推动了本项目成果在光学元件制造和加工大发黄金版网页登陆的应用推广。

姓名

马国鹭

排名

2

行政职务

无

技术职称

副教授

工作单位

西南科技大学

完成单位

西南科技大学

对本项目贡献

完成了参数可调控无衍射大景深的大尺度检测光学系统平台建设。建立了大尺寸光学玻璃综合检测方法、基础像差理论模型，并基于此构建了大尺寸光学玻璃综合参数检测的评价体系，推动了本项目成果在光学元件检测大发黄金版网页登陆的应用推广，对第三项科技创新中高精度检测方法和评价机制研究做出了重要贡献。

姓名

于天来

排名

3

行政职务

所长

技术职称

高级工程师

工作单位

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

完成单位

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

对本项目贡献

合作发明了基于物化反应理论的二次连续熔炼技术，提出了模块化、自动化的大口径光学玻璃制备方法，实现了大口径高均匀性光学玻璃坯料的自动化生产线，形成了大口径玻璃熔炼的大发黄金版网页登陆工艺规程；推动了本项目成果在光学元件加工大发黄金版网页登陆的应用推广，对第一项科技创新高均匀性坯料制备做出了重要贡献。

姓名

范朦

排名

4

行政职务

无

技术职称

工程师

工作单位

大发黄金版网页登陆

完成单位

大发黄金版网页登陆

对本项目贡献

从抛光磨粒类型、浓度、压力、抛光垫、抛光液配制等方面改良大口径光学元件的精密加工工艺，从量化抛光残余磨粒吸附来规范抛光后表面清洗流程，形成了大口径光学元件的加工规范和抛光后产品清洗工艺标准，推动了本项目成果在光学元件加工大发黄金版网页登陆的应用推广，对第二项科技创新中光学玻璃的精密加工及产业化应用做出了重要贡献。

姓名

吴永康

排名

5

行政职务

无

技术职称

工程师

工作单位

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

完成单位

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

对本项目贡献

发明并改良了大口径玻璃的精密退火装置，实现了大口径高均匀性光学玻璃精密退火的自动化生产线，形成了高均匀性玻璃精密退火的大发黄金版网页登陆规范，推动了本项目成果在光学元件加工大发黄金版网页登陆的应用推广，对第一项科技创新高均匀性坯料制备做出了重要贡献。

姓名

何洪途

排名

6

行政职务

无

技术职称

副教授

工作单位

西南科技大学

完成单位

西南科技大学

对本项目贡献

揭示了磨抛过程中基于单磨粒脆/塑性损伤转变的评估理论，实现了对光学玻璃表面加工微观缺陷的一致性控制，建立了退火速率和温度分布对光学玻璃应力分布的作用模型，对第一项科技创新中高均匀性玻璃制备和第二项科技创新中光学玻璃的精密加工机理研究做出了重要贡献。

姓名

范松如

排名

7

行政职务

董事长

技术职称

高级工程师

工作单位

大发黄金版网页登陆

完成单位

大发黄金版网页登陆

对本项目贡献

发明了大口径光学元件的多步精抛光加工方法，解决了口径大、厚度薄的光学元件的加工难度大的问题，形成了大口径光学元件的加工规范，推动了本项目成果在光学元件加工大发黄金版网页登陆的应用推广，对第二项科技创新中光学玻璃的精密加工及产业化应用做出了重要贡献。

姓名

张强

排名

8

行政职务

副书记

技术职称

教授

工作单位

西南科技大学

完成单位

西南科技大学

对本项目贡献

结合大尺度检测光学系统，共同解决了非接触光学测量中传统高斯光束对焦深的局限，建立了大尺寸光学玻璃综合检测方法、基础像差理论模型，并基于此构建了大尺寸光学玻璃综合参数检测的评价体系，对第三项科技创新中高均匀性光学玻璃的光学检测做出了重要贡献。

姓名

邱红

排名

9

行政职务

所长

技术职称

研究员级高级工程师

工作单位

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

完成单位

成都光明光电有限责任大发黄金版网页登陆

对本项目贡献

发明了一种玻璃成型质量稳定性好的大口径玻璃成型罩，保证了大口径玻璃的表面成型质量；揭示了不同工况下磷酸盐激光玻璃中铂微粒形成机制以及进入玻璃的机制，提出了高均匀性磷酸盐激光玻璃的制备技术，推动了本项目成果在光学元件加工大发黄金版网页登陆的应用推广，对第一项科技创新中高均匀性光学玻璃的制备做出了重要贡献。

姓名

叶竹之

排名

10

行政职务

董事长

技术职称

工程师

工作单位

四川泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆

完成单位

四川泰美克晶体技术有限大发黄金版网页登陆

对本项目贡献

提出了大口径玻璃元件表面清洗和存储方法，维持了玻璃元件的表面完整性，推动了本项目成果在光学元件加工大发黄金版网页登陆的应用推广，对第二项科技创新中光学玻璃精密抛光后规范清洗和存储做出了重要贡献。