2018年8月21日，中科院长春光机所研制的4.03米大口径碳化硅反射镜成功通过验收。这也是公开报道的世界上最大口径碳化硅单体反射镜。这一成果标志我国光学系统制造能力跻身国际先进水平，为我国大口径光电装备跨越升级奠定了坚实基础。
口径决定观测极限
自1609年伽利略发明天文望远镜以来，无论是从地面仰望星空，还是从空间俯瞰大地、纵观寰宇，想要使光学系统的观测能力不断提升，都离不开一个关键——口径。
基于几何光学中的瑞利判据可知，在光学望远镜中，能够分辨两个相邻物像的极限分辨角(θ)越小，光学望远镜的分辨率就越高，而极限分辨角是由光的波长(λ)和主反射镜的直径(D)决定的，因此，为了提高光学望远镜的分辨率，对更大口径主反射镜的需求是无止境的。
从天文观测（深空探测）到空间对地观测，大口径望远镜自诞生以来就不断拓展着人类观测的极限。
哈勃望远镜（图片来源：www.augspc.com）
著名的哈勃太空望远镜，口径达到了2.4米，最远已经观测到了距离地球134亿光年的宇宙深处，让我们观察到宇宙更加接近诞生之时的状态。
3.67m AEOS（Advanced Electro Optical System） 先进光电望远镜
AEOS地基望远镜，口径3.67米，能探测近地轨道上0.1米大小的碎片，成功观测到了哥伦比亚号事故的症结所在，为日后避免惨剧再次发生提供了相关依据。
锁眼12（KH-12）卫星相机，口径超过3米，对地分辨率可达0.1米，这也是目前人类可以获得的、分辨率最高的空间对地遥感数据……
造大口径反射镜 为什么这么难？
现代大口径光学系统均采用反射式结构，其中主镜口径直接决定了系统的分辨能力，同时也是系统中制造难度最大的核心关键；当口径超过一定量级时，会对光学材料和光学加工均带来巨大的挑战。
为了保证望远镜的分辨率和成像质量，光学系统对反射镜的面型精度有着苛刻的要求。对于大口径光学系统而言，这种精度要求不会随着口径的增大而降低。
以可见光波段观测的为例，面型精度要求至少在三十分之一以上波长（λ/30，RMS值优于20nm），这就好比将4米反射镜放大到北京市大小,进行土地平整，土地平整度要小于1毫米。如此高的面形精度，对于反射镜镜坯材料和光学加工技术都提出了苛刻要求。
十余年攻关 造就我国的“大眼睛”
长春光机所是如何满足上述“苛刻的要求”， 制造出大口径反射镜的呢？
镜坯制造
对于反射镜镜坯而言，反射镜材料的比刚度（E/ρ）和热稳定性(λ/α)必须尽可能大，这样随着口径的增大，材料的刚性仍然可以保证面型的稳定，受热环境影响较小，并且有利于减轻系统重量。
国际上常用的反射镜基体材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅、金属铍等，其中以碳化硅（SiC）的比刚度和热稳定性最优，因此成为反射镜备选材料的宠儿。
经反应烧结后的4m碳化硅反射镜毛坯，是不是离你眼中的“镜子”还比较远？
然而，大口径反射镜镜坯制造和反射镜加工技术一直被美国、法国、德国等少数西方国家掌握，我国始终不具备自主制造4米量级大口径反射镜能力。在此情况下，中科院长春光机所历经10余年攻关，于2016年研制出拥有完全自主知识产权的、世界上最大口径的4.03米碳化硅反射镜坯。
光学加工技术
