离子源工作时的照片，中间的那条光束就是离子束，右边向外喷洒的电子，用来中和带正电的离子束。
郭伟远项目组供图
郭伟远
离子束抛光的原理是在真空室内先把气体分子电离，再用高压电场使离子加速形成定向流，具有适当能量的离子流轰击工件表面，可把表层的原子一个一个地打下来。
中科院国家天文台南京天文光学技术所研究员郭伟远从原先的薄膜研究转到离子束抛光技术和设备的研制，他希望这项技术能在国内得到进一步推广和应用。
■本报记者 沈春蕾
4月9日，本报刊登了一则题为《镜面抛光工艺实现“自动化”》的图片消息，在这之前，记者对中国科学院国家天文台南京天文光学技术所（以下简称南京天光所）研究员郭伟远项目组所从事的离子束抛光技术一无所知，为此先后两次拨打了郭伟远的电话。
每次通话都在一小时左右，郭伟远非常详细地为《中国科学报》记者讲解了离子抛光束技术在国内外的发展，以及他们项目组的科研进展，并且还在事后专门发给记者一篇题为《关于离子束抛光技术和应用的一些素材》的参考文章。
郭伟远用这样的方式说明了他所从事的研究以及他对于科研的态度，从原先的薄膜研究到离子束抛光技术和设备的研制，他不仅成功转行，还通过潜心专研，挖掘更广阔的发展空间。
艰难的攻关阶段
上世纪80年代初，郭伟远在原电子工业部1426所工作，他在课题组成功主持研制了两种射频磁控溅射设备，使薄膜质量得到突破性提高，达到实用水平，进而研制成功几种高性能器件，填补了国内空白，项目获电子工业部科技成果奖一等奖。
“在当时的研究中，镀膜需要在真空室内进行，离子抛光束技术研究也要用到类似的大型真空罐子。”郭伟远告诉《中国科学报》记者。
为了与家人团聚，郭伟远离开原先单位来到南京，由于专业不对口，最初干的是质量管理工作，但他一直在努力寻找攻关的方向。
2003年，南京天光所申请了“天文光学望远镜的离子束抛光技术研究”项目，获得国家自然科学基金面上项目的26万元经费支持。
“利用这一点经费，我们把一台1米口径的旧真空镀膜机进行了改装，在真空室内安装了扫描系统，编制了用于计算和控制的软件，开展实验。”郭伟远说，“由于多数的部件存在问题，实验工作开展得十分艰辛。”
在改装设备上抽真空很困难、买回的离子源的稳定性很差，而这些问题都必须设法自行解决。郭伟远至今都记忆犹新：“受经费限制，买不起进口离子源（当时的价格约100万元人民币），我们只好设法改造所购的国产离子源，先后用了模拟和数控两种方法，终于使离子源的稳定性达到要求。”
一路坎坷，2007年该项目通过验收，当年的验收报告表明，郭伟远项目组的试验装置已具有相当高的加工精度，他感叹道：“这样的成绩实在取之不易。”
国外合作大练兵
今年3月，“离子束抛光设备研制”项目结题，通过评审，得分为优，这是国家自然科学基金专项项目科学仪器基础研究专款项目。从2009年至今，郭伟远带领项目组研制一台实用的设备，除部分真空泵外，其他全部采用国产部件。
尽管郭伟远如今已不用为经费而发愁，但新的考验也摆在眼前。
今年4月，美国三十米望远镜（Thirty Meter Telescope，简称TMT）项目总经理Gary Sanders带领多位专家到访南京天光所，交流南京天光所预应力环抛TMT主镜子镜工作的进展情况。
“通过这个项目的参与，将是我们离子束抛光技术的一次很好练兵。”郭伟远向记者介绍，超大型望远镜分别由数百到上千个子镜面拼接而成，每一个子镜面都是离轴非球面，郭伟远项目组研制的离子束抛光设备可以加工直径1.5米的样品，为制造美国TMT望远镜提前作好了准备。
郭伟远从心底很希望这次合作能顺利进行，一方面可以展现我国在光学领域的发展水平，另一方面也可以向国内潜在需求方证明技术实力。
盼国内早日推广
如今，专业级相机所用的大口径变焦镜头，几乎没有国产的。郭伟远解释：“这种镜头制造的难度主要在其中几片非球面镜头的加工，采用离子束抛光技术制造非球面镜头，只要测量准确，加工其实很轻松。”
一般的光学镜头加工，只需要小型离子束抛光设备即可，其真空室口径大致在0.6～0.8米，可制造最大口径达250毫米的镜头。郭伟远项目组认为，可以制造这种设备，难度不大，成本也不太高，根据配置不同，大约在200万元左右，但运行起来经济效益很高。
“从技术水平来看，国外达到的我们也可以实现，德国、日本的光学企业都在使用离子束抛光技术制造镜头，但国内的光学企业似乎没有提升技术水平的迫切需要。”这让郭伟远很困惑，虽然自己的主要工作是研发，但如果可以将成果推向更广泛的应用，何乐而不为？这方面还需要得到国内光学企业的支持。
《中国科学报》 (2013-06-11 第6版 研发)
