产品概述
SSI Optics Space Qualified Gratings（航天级衍射光栅）是专为卫星遥感、空间探测和航空航天光学系统设计的高可靠性衍射光栅产品。这类光栅在标准产品的基础上，增加了严格的空间环境适应性设计和全面的可靠性验证流程，确保在发射冲击、轨道真空、极端温度交变和空间辐射等恶劣条件下仍能保持稳定的光学性能。SSI Optics 凭借数十年的光栅制造经验和成熟的航天级质量管理体系，为全球多个航天项目提供了关键的光学色散元件。
航天级衍射光栅的制造过程遵循严格的 ESA ECSS 或 NASA 航天标准体系，从原材料筛选、基底加工、光栅刻蚀到镀膜封装，每一个环节都设有专门的质量控制节点和可追溯文档记录。光栅基底选用经过空间认证的低膨胀系数光学材料，如熔融石英或ULE超低膨胀玻璃，以最大限度地减小温度变化对光栅周期和衍射效率的影响。镀膜层采用空间级硬质介质膜系设计，具有优异的抗辐射性能和耐原子氧侵蚀能力。
SSI Optics 可提供闪耀全息光栅、机械刻划光栅和正弦全息光栅等多种类型的航天级产品，刻槽密度覆盖 300-3600 线/mm，闪耀波长可根据卫星载荷的具体光谱探测需求在紫外至近红外波段定制。每件航天级光栅出厂前均经过振动测试、热真空循环测试和辐射剂量测试等全套环境试验，并附带完整的测试报告和证书。
产品特点
- 严格的航天级质量体系：遵循 ECSS / NASA 空间标准体系进行设计、制造和测试，全过程文档可追溯，满足航天项目最严格的质量保证要求。
- 优异的环境适应性：经过完整的空间环境适应性验证：振动冲击、热真空循环（-50°C 至 +100°C）、空间辐射总剂量和紫外辐照测试，全面保证在轨可靠性。
- 低热敏性基底材料：采用经过空间认证的低膨胀系数光学材料（熔融石英或 ULE 玻璃），热膨胀系数低至 0.5×10⁻⁶/°C，确保轨道温度变化下的光谱稳定性。
- 抗辐射光学镀膜：镀膜层采用空间级硬质介质膜系，具备优异的抗质子、电子和紫外辐射性能，在轨道运行寿命内保持稳定的反射率和衍射效率。
- 灵活的刻槽参数定制：可提供闪耀全息、机械刻划和正弦全息等多种光栅类型，刻槽密度和闪耀波长按卫星载荷光谱探测需求精确定制。
- 全面的环境试验验证：每件出厂的航天级光栅均经过振动测试、热真空循环测试和辐射剂量测试，附带完整的测试报告和材料证书。
制造与质量保证
SSI Optics Space Qualified Gratings 航天级衍射光栅 采用经过验证的成熟光学设计和精密制造工艺，从原材料筛选到成品出厂建立了一整套完整的质量保证体系。产品设计阶段运用先进的光学仿真工具进行性能预测和优化，确保理论设计与实际制造之间的偏差控制在允许范围内。制造过程中采用超精密加工设备和经过培训的技术人员，严格按照作业指导书进行每道工序的操作和检验。产品出厂前经过全面的光学性能测试和环境可靠性验证，包括表面质量检查、面形精度测量、光谱性能测试以及环境适应性试验在内的多项检测项目，确保交付给客户的产品符合技术规格要求。产品在长期使用过程中的性能稳定性和可靠性同样经过充分验证，可满足客户对产品质量的严格要求。
技术优势
航天级光栅的核心技术壁垒在于如何平衡光学性能与空间环境适应性之间的关系。SSI Optics 在光栅基底加工过程中采用了先进的无应力夹持和超精密抛光工艺，确保光栅基板面形精度在λ/10以上（@632.8nm），波前畸变控制在极小范围内。在光栅刻蚀环节，通过精确控制离子束刻蚀参数和闪耀角形貌，在保证衍射效率的同时降低杂散光水平。镀膜方面，空间级介质膜系采用多层交替沉积工艺，每层厚度精确控制在纳米级别，并通过原位光学监控确保膜系光谱性能的一致性。在环境试验方面，产品需通过加速度20g的随机振动测试、10次以上-50°C至+100°C热真空循环和累计50krad以上的总剂量辐射测试，方能获得航天产品认证。
型号与技术参数
| 型号 | 光栅类型 | 刻槽密度(线/mm) | 闪耀波长(nm) | 衍射效率 | 基底材料 |
|---|---|---|---|---|---|
| SQ-BHG-1200-250 | 闪耀全息 | 1200 | 250 | ≥70% | 熔融石英 |
| SQ-BHG-1800-250 | 闪耀全息 | 1800 | 250 | ≥65% | 熔融石英 |
| SQ-BHG-2400-250 | 闪耀全息 | 2400 | 250 | ≥60% | 熔融石英 |
| SQ-RG-600-500 | 机械刻划 | 600 | 500 | ≥85% | ULE玻璃 |
| SQ-SH-1200-400 | 正弦全息 | 1200 | 400 | ≥40% | 熔融石英 |
| SQ-BHG-1200-500 | 闪耀全息 | 1200 | 500 | ≥80% | ULE玻璃 |
通用参数
| 参数项目 | 规格说明 |
|---|---|
| 光栅类型 | 闪耀全息 / 机械刻划 / 正弦全息 |
| 刻槽密度范围 | 300 – 3600 线/mm |
| 闪耀波长 | 200 – 2000 nm 可选 |
| 衍射效率 | 闪耀波长处 ≥ 55%-85%（依类型和密度而定） |
| 杂散光水平 | ≤ 0.05% @ 632.8 nm |
| 基底材料 | 熔融石英 / ULE 超低膨胀玻璃 |
| 环境试验 | 振动20g / 热真空-50~100°C / 辐射50krad |
| 工作温度 | -40°C 至 +80°C（在轨） |
典型应用
- 卫星遥感光谱仪：用于星载高光谱成像仪和大气探测光谱仪，对地观测植被、矿产和大气成分等目标的光谱信息。
- 深空探测载荷：安装在深空探测器上，用于行星表面物质成分分析和星际介质光谱探测。
- 空间碎片监测：用于空间目标监视系统的光谱色散元件，辅助识别和分类空间碎片与卫星目标。
- 气象卫星观测：用于气象卫星上的大气成分探测光谱仪，监测臭氧、温室气体和气溶胶等关键参数。
- 航天激光通信：用于卫星激光通信终端中的波长选择和光谱通道分离，支持高速空间激光通信链路。
- 空间站实验设备：用于空间站光学实验平台中的光谱分析子系统，支持微重力环境下的材料科学实验。
选购与定制服务
SSI Optics SSI Optics Space Qualified Gratings 航天级衍射光栅 系列产品通过元锤在中国市场销售并提供技术支持。客户在选择产品时，需要明确以下关键参数：目标工作波段、光学性能指标（反射率、透过率、分辨率等）、环境使用条件（温度范围、湿度、振动等）以及机械接口要求（尺寸、安装方式等）。元锤的技术团队可以根据客户提供的应用场景和系统参数，推荐最合适的产品型号和配置方案。对于标准产品无法满足的特殊需求，SSI Optics 可提供从设计到制造的全流程定制服务，包括特殊尺寸、非常规镀膜曲线和异形光学元件的定制开发。
元锤还提供样品测试、批量交付和技术培训等增值服务，确保客户能够正确选型和使用产品。如需了解更多产品信息或获取技术建议，欢迎随时联系元锤专业团队。
使用与维护
SSI Optics Space Qualified Gratings 航天级衍射光栅 产品在使用过程中需要注意以下几点，以确保长期稳定的光学性能和可靠的工作状态：首先，光学元件应避免直接接触手指或硬物，防止表面划伤和污染。操作时应佩戴洁净的手套或使用专业光学镊子，仅接触元件的非光学面。其次，产品储存环境应保持清洁干燥，建议温度控制在 15-30°C、相对湿度低于 60% 的稳定环境中。长期不使用时，应将产品放入配备干燥剂的原装包装或专用光学元件储存盒中。第三，如果光学表面出现污渍或指纹，应及时使用专业光学清洁工具进行清洁处理，不可使用普通纸巾或布料擦拭。最后，在将产品集成到光学系统时，应避免施加过大的机械应力和不均匀的热应力，防止因安装不当导致的光学性能劣化。按照以上使用和维护指南操作，可以有效延长产品的使用寿命并保持其优异的光学性能。
关于元锤
元锤是专业的进口精密光学仪器与元件供应商，致力于将全球领先的光学技术引入中国市场。作为 SSI Optics 在中国区的授权合作伙伴，元锤为客户提供从产品选型、技术咨询到采购交付的全流程服务。我们深入了解航天级衍射光栅技术在各行业中的应用需求，助力科研机构与工业企业实现更精确的测量与更高效的研发。通过与客户的紧密合作，元锤持续优化产品选型建议和技术支持方案，确保每一件产品都能在最合适的应用场景中发挥最大价值。
相关资料
- SSI Optics 航天级光栅产品手册 (PDF)
- 空间级光栅环境试验标准
- ECSS 标准光栅认证指南
- SSI Optics 航天项目案例集