空間輻射與核輻射環(huán)境下，高能射線(γ射線、X射線、中子等)、帶電離子(電子、質(zhì)子)與重離子的輻照效應(yīng)會導(dǎo)致普通光學(xué)玻璃發(fā)生褐變，短波長透過率急劇下降，使透射、折反式光學(xué)系統(tǒng)不能正常工作，將會給太空衛(wèi)星等航天器的星光制導(dǎo)精確導(dǎo)航與核反應(yīng)堆安全監(jiān)測帶來極大風(fēng)險。耐輻照光學(xué)玻璃在輻照效應(yīng)下仍能保持較高的短波透過率、較小的光密度增量，光學(xué)與物化性能參數(shù)基本不變，可從根本上滿足空間和核輻射環(huán)境應(yīng)用高性能、長壽命光學(xué)系統(tǒng)的主動抗輻射加固要求，解決抗輻射相機的卡脖子核心材料和產(chǎn)業(yè)鏈安全問題。

中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所(簡稱西安光機所)依托長期以來在特種光學(xué)玻璃材料研究方面的技術(shù)積累和耐輻照光學(xué)玻璃專利技術(shù)，通過優(yōu)化調(diào)整耐輻照光學(xué)玻璃組成和制備工藝，實現(xiàn)了可見光短波透過率與耐高能射線輻照能力的平衡，制備出多牌號、覆蓋低(<104rad)-中(104～106rad)-高(>107rad)不同劑量等級的系列化耐輻照光學(xué)玻璃材料，實現(xiàn)了對國外耐輻照光學(xué)玻璃的進口替代及在航天、核工業(yè)領(lǐng)域抗輻射相機的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

西安光機所是國內(nèi)耐輻照玻璃與抗輻射相機的發(fā)源地。1962年，為發(fā)展“兩彈一星”工程，解決核爆試驗必需的高速攝影機和耐輻照光學(xué)玻璃材料問題，西安光機所應(yīng)運而生。建所初期，在龔祖同所長親自帶領(lǐng)下，圍繞防輻照、抗輻照光學(xué)儀器研究，同步研制了十余種高劑量(耐受總劑量>107rad)耐輻照光學(xué)玻璃，并于1978年獲得中國科學(xué)院重大成果獎。高劑量耐輻照光學(xué)玻璃可滿足核工業(yè)監(jiān)測用非褐變抗輻射相機的研制生產(chǎn)需要，適用于核反應(yīng)堆監(jiān)測、核原料加工、核廢料處理和反應(yīng)堆活性區(qū)圖像監(jiān)視攝像系統(tǒng)。近十年來，西安光機所又圍繞國家航天領(lǐng)域重大應(yīng)用需求，研制出近十種耐受中等劑量(104～106rad)的冕牌、重火石、重冕、鑭冕、鑭火石和氟磷等系列耐輻照光學(xué)玻璃，使西安光機所實現(xiàn)國內(nèi)唯一長壽命耐輻照光學(xué)系統(tǒng)的突破，保證了空間光學(xué)星敏感器高軌道15年以上長壽命應(yīng)用需求，并已全方面應(yīng)用和覆蓋了極高精度、甚高精度、輕小型空間敏感器型譜化產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品用于我國二十余個型號衛(wèi)星和航天器。2019年，耐輻照光學(xué)玻璃入選中國科學(xué)院建院70周年軍民融合成果匯報展成果。

圖1 中國科學(xué)院西安光機所研制生產(chǎn)的耐輻照系列光學(xué)玻璃與空間星敏感器光學(xué)系統(tǒng)