BE1026505B1 - Spiegel sowie Spiegelträger mit hohem Aspektverhältnis sowie Verfahren und Mittel zur Herstellung eines solchen Spiegelträgers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft allgemein einen Spiegel sowie einen Spiegelträger, insbesondere einen Spiegel sowie einen Spiegelträger mit einem hohen Aspektverhältnis, sowie ein Verfahren und ein Mittel zu dessen Herstellung.
Description
Spiegel sowie Spiegelträger mit hohem Aspektverhältnis sowie Verfahren und Mittel zur Herstellung eines solchen Spiegelträgers Die Erfindung betrifft allgemein einen Spiegel sowie einen Spiegelträger, insbesondere einen Spiegel sowie einen Spiegelträger mit einem hohen Aspektverhältnis, sowie ein Verfahren und ein Mittel zu dessen Herstellung. Stand der Technik Spiegelträger kommen beispielsweise in sogenannten Spiegelteleskopen oder in sonstigen Präzisionsoptiken zum Einsatz und dienen dort als Substrat für das Aufbringen einer hochreflektierenden Spiegelschicht.
Für eine gleichbleibend hohe Qualität des Spiegels, insbesondere hinsichtlich der Langzeitstabilität, spielen die Eigenschaften des Spiegelträgers eine besondere Rolle: - Gewicht des Spiegelträgers Ist das Gewicht des Spiegelträgers zu hoch, beispielsweise weil es sich um einen Spiegel mit einem besonders großen Durchmesser handelt, kann es unter dem Eigengewicht des Spiegelträgers zu einer Verformung kommen, worunter die Qualität der optischen Abbildung leidet. Jedoch ist ein geringes Gewicht wegen der verbesserten Handhabbarkeit auch für kleinere Spiegelträger allgemein von Vorteil.
- Oberflächengüte des Spiegelträgers Damit eine reflektierende Schicht hoher Qualität abgeschieden werden kann, ist eine hohe Oberflächengüte des Spiegelträgers erforderlich. Insbesondere ist die Rauigkeit der Spiegeloberfläche des Spiegelträgers, auf welche die hochreflektierende Schicht abgeschieden wird, von Bedeutung.
- Sonstige Eigenschaften Der Spiegelträger sollte weiterhin im Wesentlichen ein Material umfassen, das eine hohe Beständigkeit, insbesondere eine hohe thermische Beständigkeit, aufweist sowie einen geringenthermischen Ausdehnungskoeffizienten. Geeignete Materialien sind insbesondere Gläser, Keramiken und Glaskeramiken. Bekannt sind beispielsweise Lithium-Aluminium-Silikat- Glaskeramiken, wie sie beispielsweise unter den Marken ZERODUR® oder Clearceram® vertrieben werden, oder Cordierit-basierte Materialien, oder Gläser mit sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wie ein mit TiO2 dotiertes synthetisches Quarzglas (englisch: fused silica), beispielsweise das unter der Marke ULE® vertriebene Glas, oder Keramiken, welche Cordierit oder SiC umfassen oder aus Cordierit oder SiC bestehen.
Die Herstellung von Spiegelträgern aus beispielsweise Glaskeramik erfolgt dabei in der Regel in der Form, dass zunächst eine Schmelze erfolgt und sodann das Material gegossen wird, wobei zunächst ein glasiges Material vorliegt. Zur Vermeidung von Rissen im Material und zur Erzeugung einer Glaskeramik aus dem glasigen Ausgangsmaterial ist eine aufwendige Temperaturführung notwendig, insbesondere eine langsame und kontrollierte Abkühlung. Auch bei der Herstellung von synthetischem Quarzglas werden zunächst sogenannte Ingots oder größere Scheiben durch Abscheidung von SiO2 hergestellt. Wenn erforderlich kann, der Durchmesser von Scheiben durch Senkverfahren vergrößert werden. Anschließend erfolgt die mechanische Nachbearbeitung, um ein Werkstück in den gewünschten Abmessungen und der gewünschten Qualität zu erhalten. Insbesondere kann die mechanische Nachbearbeitung Bohren, Schleifen und Polieren umfassen. Es ist bekannt, für diese Nachverarbeitungsschritte Unterlagen zu verwenden, die unter dem Werkstück bzw. dem Spiegelträger angeordnet sind. Durch die Verwendung solcher Unterlagen sollen Beschädigungen des Spiegelträgers unterbunden werden.
Insbesondere ist es bekannt, dass für Werkstücke mit einem hohen Aspektverhältnis, beispielsweise für Spiegelträger mit hohem Aspektverhältnis, möglichst eine vollflächige Unterstützung des Werkstücks bei der mechanischen Nachbearbeitung, aber beispielsweise auch bei weiteren Nachbearbeitungsschritten, wie einer Beschichtung, oder beim Transport erfolgen sollte. Eine solche vollflächige Unterstützung des Werkstücks soll insbesondere bewirken, dass das Werkstück, also beispielsweise ein Spiegelträger, formstabil bleibt, sich also nicht beispielsweise unter dem Einfluss der Schwerkraft verformt.
Für Werkstücke mit einem großen Aspektverhältnis beschreibt beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015 112 036 A1 einen Mineralguss-Support zur vollflächigen Unterstützung eines Werkstücks.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit einem solchen Mineralguss-Support dann Schwierigkeiten entstehen, wenn zur Erzielung einer Oberfläche besonderer Güte aufwendige Polierverfahren notwendig sind. Hierbei kommt es zu einer großen Wärmeentwicklung. Dies ist jedoch hinsichtlich der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung zwischen dem auflagernden Werkstück aus einem niedrigdehnenden Material und dem Mineralguss-Support ungünstig, sodass auf diese Weise die geforderten Genauigkeiten hinsichtlich der geometrischen Abmessungen des Spiegelträgers sowie der Oberflächengüte nicht erzielt werden. Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 391 433 A2 ist eine Unterlage aus einer Keatit- Glaskeramik bekannt, welche beispielsweise zur Formung von Glas oder Glaskeramik verwendet werden kann. Auch Keatit-Glaskeramiken weisen jedoch einen im Vergleich zu den für Spiegelträgern üblichen niedrigdehnenden Materialien einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Eine Herstellung von Spiegelträgern mit den geforderten Genauigkeiten hinsichtlich geometrischer Abmessungen und Oberflächengüte ist also auch hier nicht möglich.
Diese Schwierigkeiten treten in besonderem Maße dann auf, wenn neuartige Spiegelträger mit besonders geringer Dicke bei gleichzeitig großem Durchmesser adressiert sind. Solche Spiegelträger sind derzeit nicht bzw. nicht in ausreichender Qualität hinsichtlich Formtreue und Oberflächengüte herstellbar, bzw. zerbrechen sogar bei der Bearbeitung.
Es besteht somit Bedarf an Spiegelträgern und Spiegeln mit großem Aspektverhältnis bei geringer absoluter Dicke sowie einer gleichzeitig hohen Oberflächenqualität und Formtreue. Weiterhin besteht ein Bedarf an Unterlagen, welche zur Herstellung von Spiegelträgern und Spiegeln mit großem Aspektverhältnis dienen können, sowie an einem Verfahren zur Herstellung solcher Spiegelträger und Spiegel.
Aufgabe der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Spiegelträgern, welche die bekannten Schwächen des Standes der Technik überwinden oder zumindest mindern, sowie von Spiegeln, insbesondere auf der Basis solcher Spiegelträger. Ebenfalls besteht Bedarf an einem Verfahren sowie einem Mittel zur Herstellung solcher Spiegelträger und auf diesen basierende Spiegel. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
Bevorzugte und spezielle Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Ein Spiegelträger gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10/K, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*10:5/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*108/K. Gemäß besonders vorteilhafter Ausführungsformen kann der Spiegelträger auch einen mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,02*108/K oder sogar von kleiner oder gleich 0,01*10/K aufweisen.
Dabei weist der Spiegelträger mindestens eines der folgenden Merkmale auf: - der Spiegelträger weist ein Verhältnis von dessen lateraler Abmessung zu dessen maximaler Dicke von mindestens 100, noch bevorzugt von mindestens 150 sowie besonders bevorzugt von mindestens 200 und ganz besonders bevorzugt von 300 oder mehr auf, - das Flächengewicht des Spiegelträgers beträgt 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt 50 kg/m? oder weniger und besonders bevorzugt 30 kg/m?, und insbesondere bevorzugt von 15 kg/m? oder weniger.
Der Spiegelträger weist dabei eine Spiegeloberfläche auf, welche eine Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um, idealerweise kleiner 1,2 um aufweist, wobei die Spiegeloberfläche des Spiegelträgers vorzugsweise geschliffen vorliegt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die maximale Dicke des Spiegelträgers 50 mm oder weniger, vorzugsweise 20 mm oder weniger, bevorzugt 15 mm oder weniger, besonders bevorzugt 10 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 2 mm oder weniger.
5 Vorzugsweise beträgt die laterale Abmessung des Spiegelträgers mindestens 200 mm und/oder höchstens 4500 mm. Die Erfindung ist aber auch auf Spiegelträger mit kleineren oder größeren lateralen Abmessungen anwendbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Spiegelträger auf einer Unterlage poliert werden, so dass der Spiegelträger dann eine polierte Spiegeloberfläche mit einer Rauigkeit RMS (root mean square) von kleiner 2 nm, bevorzugt von kleiner 1 nm, aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung gelten folgende Definitionen und Begriffsbestimmungen: Unter einem Spiegelträgermaterial mit geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wird ein Material verstanden, welches einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 3*10-/K aufweist.
Das Verhältnis von der lateralen Abmessung des Spiegelträgers zu dessen maximaler Dicke wird auch als Aspektverhältnis bezeichnet. Es handelt sich beim Aspektverhältnis folglich um eine dimensionslose Größe. In der Regel weist ein Spiegelträger eine runde oder annähernd runde Form auf, sodass die laterale Abmessung in der Regel der Durchmesser des Spiegelträgers ist. Sofern sich die lateralen Abmessungen des Spiegelträgers unterscheiden, also beispielsweise die Breite des Spiegelträger einen anderen Wert aufweist als dessen Länge, wird der Mittelwert gebildet und für die Berechnung des Aspektverhältnisses herangezogen.
Die Dicke des Spiegelträgers kann über die Ausdehnung des Spiegelträgers variieren. Beispielsweise können Spiegelträger an den AuBenrändern eine geringere Dicke aufweisen als in der Mitte. Zur Ermittlung des Aspektverhältnisses wird die maximale Dicke herangezogen.
Das hohe Aspektverhältnis bedingt in der Regel auch ein geringes Flächengewicht. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt dieses Flächengewicht 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt 50 kg/m? oder weniger und besonders bevorzugt 30 kg/m? oder weniger.
Der mittlere thermische Ausdehnungskoeffizient a ist in der vorliegenden Anmeldung, sofern nicht ausdrücklich anders ausgeführt, im Bereich von 0-50°C angegeben, jedoch betrifft die Erfindung auch Materialien mit geringer thermischer Ausdehnung, deren Ausdehnungskoeffizient in einem anderen Temperaturbereich gemessen wurde. Beim Wert handelt es sich um den nominalen mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten gemäß ISO 7991, welcher in statischer Messung bestimmt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe Ausdehnungskoeffizient, thermischer Ausdehnungskoeffizient, mittlerer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient sowie a, soweit nicht ausdrücklich anders ausgeführt, synonym verwendet.
Unter einem Spiegelträger wird in der vorliegenden Erfindung das Substrat verstanden, auf welches eine hochreflektierende Schicht (oder Spiegelschicht) aufgebracht wird. Der Begriff des Spiegelträgers umfasst dabei auch ein Werkstück, welches zu einem Spiegelträger verarbeitet werden soll oder verarbeitet wird, also beispielsweise ein Halbzeug eines Spiegelträgers, welches zwar beispielsweise schon auf die Maße des fertigen Spiegelträgers zugeschnitten worden ist, aber bei dem weitere Nachverarbeitungsschritte noch durchzuführen sind.
Ein Spiegel bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung den Verbund aus einem Spiegelträger und einer hochreflektierenden Schicht auf der Funktionsfläche. Die Fläche des Spiegelträgers, auf welcher die Spiegelschicht aufgebracht wird, wird in dieser Offenbarung als Funktionsfläche des Spiegelträgers bezeichnet. Die hochreflektierende Schicht wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Spiegelschicht bezeichnet.
Als Unterlage wird hier eine Vorrichtung bezeichnet, welche beim Lagern, beim Transport und/oder bei einem Nachbearbeiten eines auflagernden Werkstücks — wie beispielsweise einem Spiegelträger — als Unterstützung dient. Die Unterlage kann auch als Support bezeichnet werden. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gegenstand als ein bestimmtes Material umfassend beschrieben ist, umfasst dies insbesondere auch den Fall, dass der Gegenstandüberwiegend, also zu mehr als 50 Gew.-%, oder sogar im Wesentlichen, also zu mehr als 90 Gew.-%, aus diesem Material besteht. Weiterhin kann dies auch den Fall umfassen, dass der Gegenstand aus diesem Material besteht, beispielsweise auch vollständig aus diesem Material besteht.
Mit der Spiegeloberfläche des Spiegelträgers ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Fläche des Spiegelträgers bezeichnet, auf welche die Spiegelschicht aufgebracht werden soll oder aufgebracht ist. Es handelt sich mithin um eine Qualitätsseite des Spiegelträgers, also eine Oberfläche, an die hinsichtlich deren Oberflächengüte besondere Anforderungen gestellt werden.
Der Spiegelträger umfasst also ein Material mit einem geringen mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Insbesondere kann der Spiegelträger überwiegend, also zu mehr als 50 Gew.-%, oder sogar im Wesentlichen, also zu mehr als 90 Gew.-%, oder auch vollständig aus einem solchen Material oder einer Mischung solcher Materialien bestehen. Materialien, welche einen so geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, umfassen insbesondere Gläser, Glaskeramiken und Keramiken, beispielsweise Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramiken, wie sie beispielsweise unter den Marken ZERODUR®, Astrosital® oder Clearceram® vertrieben werden, oder Cordierit-basierte Materialien, oder Gläser mit sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wie ein mit TiO» dotiertes synthetisches Quarzglas (englisch: fused silica), beispielsweise das unter der Marke ULE® vertriebene Glas, oder Keramiken, welche Cordierit oder SIC umfassen oder aus Cordierit oder SiC bestehen. Eine Bereitstellung eines Spiegelträgers gemäß der vorliegenden Erfindung, also umfassend ein Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und - mit einem Aspektverhältnis von mindestens 100, mehr bevorzugt von mindestens 150 sowie besonders bevorzugt von mindestens 200 und ganz besonders bevorzugt 300 oder mehr und/oder - einem Flächengewicht des Spiegelträgers von 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt von 50 kg/m? oder weniger und besonders bevorzugt von 30 kg/m? oder weniger,
- wobei der Spiegelträger eine Spiegeloberfläche mit einer Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um, besser kleiner als 1,2 um aufweist, war nicht möglich.
Insbesondere war dies bislang für eine maximale Dicke des Spiegelträgers von 20 mm oder weniger, bevorzugt 15 mm oder weniger, besonders bevorzugt 10 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 2 mm oder weniger nicht möglich.
Insbesondere traf dies für Spiegelträger zu, deren laterale Abmessung mindestens 200 mm beträgt. Bei Spiegelträgern mit einer lateralen Abmessung von 1000 mm oder mehr, waren auch maximale Dicken von 50 mm oder weniger, vorzugsweise 40 mm oder weniger mehr bevorzugt 30 mm oder weniger noch nicht herstellbar.
Aufgrund des großen Aspektverhältnisses und der geringen absoluten Dicke konnte die Oberfläche des Spiegelträgers nämlich nicht so bearbeitet werden, dass eine geringe Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um oder sogar von höchstens 1,2 um resultierte. Insbesondere war es nicht möglich, eine solche Rauigkeit in einem Schleifprozess zu erhalten. Vielmehr kam es bei der Bearbeitung eines solchen Spiegelträgers dazu, dass der Spiegelträger bei der Nachverarbeitung zerbrach, bevor eine entsprechende geringe Rauigkeit erzielt werden konnte. Gemäß einer Ausführungsform weist die Spiegeloberfläche wie dargestellt eine Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um, vorzugsweise höchstens 1,2 um auf, wobei die Funktionsfläche des Spiegelträgers vorzugsweise geschliffen vorliegt.
Auch dies war bislang nicht darstellbar.
Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Spiegelträger lagen insbesondere darin, dass bei einem Nachverarbeitungsprozess wie beispielsweise einem Schleifen, Läppen oder Polieren, mit welchem die hier adressierten niedrigen Rauigkeiten erzielt werden sollen, ein großes Maß an thermischer Energie freigesetzt wird. Es kommt also mit anderen Worten dazu, dass sich der Spiegelträger ebenso wie die im Nachbearbeitungsprozess verwendete Unterlage erwärmen. Diese Erwärmung ist dabei bei den hier notwendigen Prozessen so beträchtlich, dass es zuthermomechanischen Spannungen zwischen der Unterlage und dem auflagernden Spiegelträger kommen kann und insbesondere dann kommt, wenn die Unterlage einen hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Spiegelträger eine Glaskeramik, vorzugsweise eine Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramik, wobei die Lithium- Aluminium-Silikat-Glaskeramik vorzugsweise als Hochquarz-Mischkristall-Glaskeramik ausgebildet ist, ein Ti-dotiertes synthetisches Quarzglas und/oder eine Keramik, vorzugsweise eine Keramik umfassend Cordierit und/oder SiC.
Insbesondere kann der Spiegelträger überwiegend, also zu mehr als 50 Gew.-%, oder im Wesentlichen, also zu mehr als 90 Gew.-%, oder sogar vollständig aus einem solchen Material bestehen.
Solche Materialien weisen in der Regel nicht nur niedrige thermische Ausdehnungskoeffizienten auf, sondern in der Regel auch eine gute Nachbearbeitbarkeit, wie eine gute Schleifbarkeit und Polierbarkeit.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt auch einen Spiegel, insbesondere einen Spiegel umfassend einen Spiegelträger gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Spiegel umfasst eine hochreflektierende Schicht auf der Spiegeloberfläche des Spiegelträgers.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Unterlage zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden Spiegelträgers, insbesondere eines Spiegelträgers gemäß Ausführungsformen der Erfindung, bei dessen Bearbeiten und/oder Transportieren. Die Unterlage umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10-/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*108/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*10-8/K. Gemäß spezieller Ausführungsformen kann der Ausdehnungskoeffizient der Unterlage sogar kleiner oder gleich 0,02*108/K oder sogar kleiner oder gleich 0,01*108/K sein.
Insbesondere kann die Unterlage überwiegend, also zu mehr als 50 Gew.-%, oder sogar im Wesentlichen, also zu mehr als 90 Gew.-%, oder auch vollständig aus diesem Material oder einer Mischung solcher Materialien bestehen. Die Unterlage weist vorzugsweise eine laterale Abmessung von im Allgemeinen mindestens 200 mm und höchstens 4500 mm auf.
Die Unterlage ist somit geeignet zum Bearbeiten und/oder zum Transportieren von Spiegelträgern mit einer großen lateralen Abmessung. Gleichzeitig wird durch das von der Unterlage umfasste Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10-/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*108/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*108/K (sowie gemäß spezieller Ausführungsformen sogar kleiner oder gleich 0,02*10/K oder sogar kleiner oder gleich 0,01*10-8/K) sichergestellt, dass es auch bei einer großen Wärmeentwicklung bei einer Nachbearbeitung, wie einem Schleifen, Läppen oder Polieren, nur zu einer geringen thermischen Dehnung der Unterlage kommt.
Die Oberfläche der Unterlage bezeichnet hierbei diejenige Fläche der Unterlage, auf welcher der Spiegelträger bei Nachbearbeiten und/oder Transport zumindest partiell aufliegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Unterlage ist die Oberfläche der Unterlage gewölbt ausgebildet. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Unterlage durch eine Hüllkurve angenähert.
Die Hüllkurve kann hier verstanden werden als vorgegebene Form bzw. Geometrie der Oberfläche der Unterlage. Die Güte der Unterlage ist dann auch gekennzeichnet durch die Abweichung, die zwischen der realen Oberfläche der Unterlage und der sie idealerweise beschreibenden Hüllkurve vorliegt. Je nach Durchmesser des Werkstückes bzw. Spiegelträgers ergeben sich dabei unterschiedliche, noch tolerable Abweichungen zwischen Hüllkurve und tatsächlicher Oberfläche. Besonders bevorzugt beträgt die Abweichung von der Hüllkurve der Unterlage für einen Spiegelträger mit einer lateralen Abmessung von mindestens 4000 mm maximal 0,5 mm, bevorzugt höchstens 0,1 mm, mehr bevorzugt höchstens 0,05 mm, gemäß mancher Ausführungsformen sogar höchstens 0,025mm. und/odervorzugsweise für einen Spiegelträger mit einer lateralen Abmessung von mindestens 2000 mm höchstens 0,2 mm, bevorzugt höchstens 0,05 mm und mehr bevorzugt höchstens 0,025 mm und/oder vorzugsweise für einen Spiegelträger mit einer lateralen Abmessung von 1200 mm oder weniger höchstens 0,1 mm, bevorzugt höchstens 0,05 mm und mehr bevorzugt höchstens 0,01 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Unterlage ist die Oberfläche der Unterlage zumindest teilweise mit einem Zwischenmaterial belegt. Das Zwischenmaterial kann eine Folie sein, gemäß einer Ausführungsform eine Polymerfolie. Das Zwischenmaterial kann auch Pech Bitumen und/oder Silikon (englisch „silicone“) umfassen. Vorzugsweise weist das Zwischenmaterial, beispielsweise die Folie, eine Dicke auf, welche mindestens so groß ist wie die Abweichung der tatsächlichen Form der Oberfläche von der Hüllkurve. Besonders bevorzugt weist das Zwischenmaterial, wie etwa eine Folie, eine maximale Dicke von höchstens 200 um, vorzugsweise höchstens 100 um, mehr bevorzugt höchstens 50 um oder besonders bevorzugt sogar nur höchstens 25 um auf. Günstig ist hier eine sehr gute Anpassung der Form der Unterlage an die Hüllkurve des Spiegelträgers.
Polymerfolien können ein nichtlineares Federverhalten aufweisen, was eventuell zu Formabweichungen in der Reflexionsfläche des Spiegelträgers nach dem Schleifen führen kann. Dies kann gegebenenfalls durch Verwendung alternativer oder zusätzlicher Zwischenmaterialien verbessert werden. Solche Zwischenmaterialien können metallische Folien oder pastöse oder gelförmige Materialien, sowie härtende Filme umfassen.
Das Zwischenmaterial kann damit unter anderem dazu dienen, etwaige Abweichungen in der Oberflächenform der Unterlage von der idealen vorgegebenen Oberflächenform, welche durch eine Hüllkurve beschrieben werden kann, abzufedern.
Das Zwischenmaterial kann jedoch alternativ oder zusätzlich auch andere Funktionen erfüllen. Beispielsweise kann das Zwischenmaterial auch dazu dienen, die Haftung zwischen der Unterlage und dem auflagernden Spiegelträger zu verringern, sodass nach abgeschlossener
Bearbeitung oder nach Transport des Spiegelträgers ein leichtes und insbesondere auch beschädigungsfreies Abheben des Spiegelträgers von der Unterlage möglich ist. Ist das Zwischenmaterial als Polymerfolie ausgebildet, kann das Polymer Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) und/oder Polystyrol (PS) und/oder Polycarbonat (PC) und/oder einen oder mehrere Polyester und/oder Polyetherketon (PEK) und/oder Polyethylentherephthalat (PET) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE), wie Teflon®, und/oder ein oder mehrere Tetrafluorethylen- Copolymere (ETFE) und/oder Polyvinylchlorid (PVC) umfassen.
Vorzugsweise umfasst das Zwischenmaterial solche Materialien, welche mit einer Temperaturbeständigkeit von 150°C oder mehr ausgebildet sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Zwischenmaterial bevorzugt, welches einen für solche Materialklassen möglichst geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Ist das Zwischenmaterial als Polymerfolie ausgebildet, sind Polymere mit einer Temperaturbeständigkeit von 150°C oder mehr bevorzugt. Weiterhin sind in diesem Fall solche Polymere bevorzugt, welche einen für Polymere möglichst geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Unterlage umfasst das Zwischenmaterial Polyvinylchlorid (PVC), PTFE, ETFE, PEK und/oder PET. Beispielsweise kann das Zwischenmaterial als PVC, PTFE, ETFE, PEK und/oder PET umfassende Polymerfolie ausgebildet sein. Sofern bei den Nachverarbeitungsschritten geringere thermische Belastungen auftreten, können auch thermisch weniger stabile Polymerfolien beispielsweise aus Polyethylen oder Polypropylen zur Anwendung kommen.
Bevorzugt sind weiterhin thermoplastische Polymere, welche bei hohen Temperaturen, wie sie bei der mechanischen Nachverarbeitung eines Spiegelträgers hier auftreten können, eingewisses Fließen der Folie zur Folge haben kann. Etwaige Abweichungen in der Oberfläche der Unterlage von der Hüllkurve können auf diese Weise noch besser abgefangen werden.
Die Folie kann in einem Stück als Ganzes auf die Oberfläche der Unterlage aufgebracht werden oder in Form von zueinander beabstandeten Abschnitten, beispielsweise in Form einzelner, kleinerer Stücke. Gemäß einer Ausführungsform liegen in der Folie zumindest bis zum Rand reichende „Kanäle“ vor, so dass beim Aufsetzen des Spiegelträgers auf der Unterlage Luft nach außen abgeführt werden kann und der Spiegelträger auf der Unterlage aufliegt. Wenn die Folie als Ganzes aufgetragen wird können solche Kanäle auch nachträglich in die Folie eingebracht werden, beispielsweise geschnitten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Unterlage ist die Oberfläche der Unterlage teilweise mit dem Zwischenmaterial, wie etwa der Folie belegt, wobei das Zwischenmaterial in Form von zueinander beabstandeten Abschnitten auf die Oberfläche aufgebracht ist. Die Anordnung der Abschnitte des Zwischenmaterials kann symmetrisch sein. Eine Möglichkeit hierzu ist eine radiärsymmetrische, beispielsweise eine vierzählige radiärsymmetrische Anordnung der Abschnitte des Zwischenmaterials, beispielsweise der Folienstücke.
Die Abschnitte sind gemäß einer Ausführungsform rund oder elliptisch ausgebildet. Eine solche Ausgestaltung der Unterlage führt dazu, dass eine bei Bearbeitung oder Transport des Spiegelträgers auftretende mechanische Belastung, beispielsweise durch das Eigengewicht des Spiegelträgers, besonders gleichmäßig von der gesamten Oberfläche der Unterlage aufgenommen werden kann. Mechanische Spannungen im Spiegelträger können auf diese Weise minimiert werden. Die Stabilität des Spiegelträgers auf der Unterlage bei der Bearbeitung wird also erhöht. Gemäß einer Variante der Erfindung kann die Unterlage so ausgestaltet ein, dass bei der Nachbearbeitung des auflagernden Werkstücks anfallende Rückstände rückstandsfrei und ohne Beschädigung des Werkstücks selbst abgeführt werden können.
Aus diesem Grund kann die Unterlage dergestalt ausgestattet sein, dass bei der Bearbeitung des Werkstücks anfallende Rückstände ableitbar sind. Dafür kann die Oberfläche der Unterlage beispielsweise glatt sein, oder mit Rillen ausgestaltet vorliegen. Die Oberfläche der Unterlage kann weiterhin mindestens eine Öffnung, beispielsweise einen Ablauf aufweisen, mittels dessen bei der Bearbeitung des Werkstücks entstehende Rückstände ableitbar sind. Sofern eine oder mehrere Öffnungen vorliegen, kann das Zwischenmaterial am äußeren Rand des Spiegelträgers wie in Figur 3 gezeigt auch frei von Kanälen bzw. dicht, bzw. kontinuierlich aufgebracht sein, da Luft und Rückstände über Öffnungen in der Unterlage abgeführt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ablauf aus netzartig angeordneten, aus radialstrahligen sowie kreisförmigen Elementen bestehenden Rillen gebildet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Verbund aus einer Unterlage sowie einem Spiegelträger.
Die Unterlage dient zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden Spiegelträgers bei dessen Bearbeitung und/oder Transportieren und umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10-5/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*105/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*105/K, gemäß spezieller Ausführungsformen sogar von kleiner oder gleich 0,02*10:$/K oder sogar von kleiner oder gleich 0,01*10:8/K.
Der Spiegelträger umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10-/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*108/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*10-5/K, gemäß spezieller Ausführungsformen sogar von kleiner oder gleich 0,02*108/K oder sogar von kleiner oder gleich 0,01*108/K.
Der Spiegelträger weist vorzugsweise eine maximale Dicke von 50 mm oder weniger, vorzugsweise 20 mm oder weniger, bevorzugt 15 mm oder weniger, besonders bevorzugt 10 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 2 mm oder weniger auf. Die laterale Abmessung des Spiegelträgers beträgt vorzugsweise mindestens 200 mm.
Der Spiegelträger weist eines der folgenden Merkmale auf: - der Spiegelträger weist ein Verhältnis von dessen lateraler Abmessung zu dessen maximaler Dicke von mindestens 100, noch mehr bevorzugt von mindestens 150 sowie besonders bevorzugt von mindestens 200 und ganz besonders bevorzugt 300 oder mehr auf, - das Flächengewicht des Spiegelträgers beträgt 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt 50 kg/m? oder weniger, besonders bevorzugt 30 kg/m? oder weniger, insbesondere bevorzugt 15 kg/m? oder weniger.
Gemäß einer Ausführungsform des Verbunds weist die Spiegeloberfläche des Spiegelträgers eine Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um, idealerweise kleiner 1,2 um auf, wobei die Spiegeloberfläche des Spiegelträgers vorzugsweise geschliffen vorliegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Oberfläche des Spiegelträgers eine Rauigkeit RMS von kleiner 2 nm, vorzugsweise von kleiner 1 nm auf, wobei die Oberfläche des Spiegelträgers vorzugsweise poliert vorliegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verbunds unterscheiden sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des von der Unterlage umfassten Materials und des vom Spiegelträger umfassten Materials voneinander höchstens um einen Betrag von 1*10-/K, vorzugsweise um einen Betrag von höchstens 0,1*10:8/K, besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,05*10-5/K und ganz besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,02*10/K voneinander.
Vorzugsweise sind die Oberfläche der Unterlage und die Fläche des Spiegelträgers, welche auf der Oberfläche der Unterlage aufliegt, gegengleich gewölbt.
Mit anderen Worten ist die Oberfläche der Unterlage vorzugsweise konvex gewölbt, wenn die auf ihr auflagernde Fläche des Spiegelträgers konkav gewölbt ist, und umgekehrt. Die Oberfläche der Unterlage und die auflagernde Oberfläche des Spiegelträgers sind also in den aufeinanderliegenden Bereichen komplementär geformt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verbundes ist der Spiegelträger auf der Unterlage lateral fixiert, wobei vorzugsweise der Spiegelträger zusätzlich gegen ein Ablösen von der Unterlage fixiert ist.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Spiegelträgers, insbesondere eines Spiegelträgers gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Unterlage zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden Spiegelträgers, - Bereitstellen eines Spiegelträgers umfassend ein Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10-8/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*108/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*108/K, - Ablegen des Spiegelträgers auf der Unterlage, - mechanisches Nachbearbeiten, insbesondere Polieren, Bohren, Schleifen oder Läppen, einer Fläche des Spiegelträgers, insbesondere von dessen Spiegeloberfläche, wobei sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des von der Unterlage umfassten Materials und des vom Spiegelträger umfassten Materials voneinander höchstens um einen Betrag von 1*10%/K, vorzugsweise um einen Betrag von höchstens 0,1*10-/K, besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,05*105/K und ganz besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,02*108/K unterscheiden.
Gemäß spezieller Ausführungsformen des Verfahrens ist es auch möglich, dass das vom Spiegelträger umfasste Material einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,02*105/K oder sogar von kleiner oder gleich 0,01*108/K aufweist.
Die Funktionsfläche des Spiegelträgers ist dabei gegenüberliegend zur auf der Unterlage auflagernden Oberfläche angeordnet. Um eine sichere Bearbeitung und/oder einen sicheren Transport des Spiegelträgers zu ermöglichen, wird der Spiegelträger in einer bevorzugten Ausführungsform an der Unterlage mindestens gegen eine laterale Verschiebung gegenüber der Unterlage fixiert. Vorzugsweise ist der Spiegelträger auch gegen ein Abheben oder Ablösen von der Unterlage gesichert, beziehungsweise fixiert. Das Fixieren kann insbesondere durch Klammern, adhäsiv oder durch einen Unterdruck zwischen Unterlage und Spiegelträger erfolgen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Spiegelträgers gemäß Ausführungsformen der Erfindung in astronomischen Anwendungen oder in lithographischen Verfahren, beispielsweise in der LCD-Lithographie und/oder in der Mikrolithographie.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1und2 einen Verbund aus einem Spiegelträger und einer Unterlage gemäß Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 3 eine Darstellung einer Oberfläche einer Unterlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 4 Verfahrensschritte zur Herstellung des Spiegelträgers.
Fig. 1 zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu einen Verbund 15 aus einer Unterlage 1 sowie einem Spiegelträger 20 gemäß einer Ausführungsform. Der Spiegelträger 20 ist dabei dergestalt ausgebildet, dass die Fläche, mit der das Element 20 auf der Unterlage 1 aufliegt, also die Auflageoberfläche 22 konvex gewölbt ist. Die Oberfläche 4 der Unterlage 1 ist dagegen, um eine möglichst optimale Unterstützung des Werkstücks bzw. des Glas-, Glaskeramik- oder Keramikelements zu gewährleisten, konkav nach unten gewölbt. Mithin sind die Auflageoberfläche 22 und die Oberfläche 4 gegengleich, beziehungsweise komplementär geformt, um eine möglichst vollflächige Auflage des dünnen Spiegelträgers 20 zu erzielen.
Fig. 2 zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu eine weitere Ausführungsform des Verbunds 15, gebildet aus der Unterlage 1 und einem auflagernden Spiegelträger 20, wobei der Spiegelträger 20 dabei dergestalt ausgebildet ist, dass die Auflageoberfläche 22 mit der dieser auf der Unterlage 1 aufliegt, konkav gewölbt ist.
Die Oberfläche 4 der Unterlage 1 ist dagegen, um eine möglichst optimale Unterstützung des Spiegelträgers 20 zu gewährleisten, konvex nachoben gewölbt.
Allgemein dient in dem Verbund 15, wie er schematisch und nicht maßstabsgetreu in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, die Unterlage 1 zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden
Spiegelträgers 20 bei dessen Bearbeiten und/oder Transportieren.
Die Unterlage 1 umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*10-/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*105/K oder sogar kleiner oder gleich 0,02*10-/K oder sogar kleiner oder gleich 0,01*108/K.
Der Spiegelträger 20 umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten von ebenfalls kleiner oder gleich 1*10°8/K, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*108/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*105/K oder sogar kleiner oder gleich 0,02*106/K oder sogar kleiner oder gleich 0,01*108/K.
Vorzugsweise weist der Spiegelträger eine maximale Dicke von 50 mm oder weniger, vorzugsweise 20 mm oder weniger, bevorzugt 15 mm oder weniger, besonders bevorzugt 10 mm oder weniger und ganz besondersbevorzugt 2 mm oder weniger auf.
Weiterhin bevorzugt beträgt die laterale Abmessung des Spiegelträgers 20 mindestens 200 mm und kann insbesondere bis zu 4500 mm betragen.
Der Spiegelträger 20 weist eines der folgenden Merkmale auf: - Der Spiegelträger 20 weist ein Verhältnis von dessen lateraler Abmessung zu dessenmaximaler Dicke von mindestens 100, mehr bevorzugt von mindestens 150 sowie besonders bevorzugt von mindestens 200 und ganz besonders bevorzugt 300 oder mehr auf, und/oder - das Flächengewicht des Spiegelträgers 20 beträgt 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt 50 kg/m? oder weniger und besonders bevorzugt 30 kg/m? oder weniger.
Besonders bevorzugt sind
Flächengewichte von 15 kg/m? und weniger.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Spiegeloberfläche des Spiegelträgers dabei eine Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um, idealerweise kleiner 1,2 um auf, wobei die
Oberfläche des Spiegelträgers vorzugsweise geschliffen vorliegt. Bei polierter Spiegeloberfläche des Spiegelträgers beträgt die Rauigkeit RMS vorzugsweise weniger als 2 nm, insbesondere vorzugsweise weniger als 1 nm. Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform des Verbunds 15 unterscheiden sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des von der Unterlage 1 umfassten Materials und des vom Spiegelträger 20 umfassten Materials voneinander höchstens um einen Betrag von 1*108/K vorzugsweise um einen Betrag von höchstens 0,1*10:8/K, besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,05*10-5/K und ganz besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,02*108/K. Fig. 3 zeigt eine schematische und nicht maßstabsgetreue Darstellung einer Unterlage 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie beispielhaft auch in einem Verbund nach einer der Fig. 1 oder 2 verwendet wird.
Die Unterlage 1 zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden Spiegelträgers (nicht dargestellt) bei dessen Bearbeiten und/oder Transportieren umfasst ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 1*10:6/K auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1*108/K und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 20 0,05*108/K sowie bei speziellen Ausführungsformen von kleiner oder gleich 0,02*108/K oder sogar kleiner oder gleich 0,01*10:8/K, wobei die Unterlage vorzugsweise eine laterale Abmessung von mindestens 200 mm und/oder höchstens 4500 mm aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberfläche 4 der Unterlage 1 wie in den Zeichnungen dargestellt, gewölbt ausgebildet, - wobei vorzugsweise die Oberfläche 4 der Unterlage 1 durch eine Hüllkurve angenähert ist und - wobei besonders bevorzugt die Abweichung von der Hüllkurve der Unterlage 1 für einen Spiegelträger 20 mit einer lateralen Abmessung von mindestens 4000 mm maximal 0,5 mm, bevorzugt höchstens 0,025 mm, und/oder
- vorzugsweise für einen Spiegelträger 20 mit einer lateralen Abmessung von mindestens 2000 mm höchstens 0,2 mm und bevorzugt höchstens 0,025 mm, und/oder - vorzugsweise für einen Spiegelträger 20 mit einer lateralen Abmessung von 1200 mm oder weniger höchstens 0,1 mm und bevorzugt höchstens 0,01 mm beträgt. Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Unterlage 1 ist die Oberfläche 4 der Unterlage 1 zumindest teilweise mit einem Zwischenmaterial 13, beispielsweise einer Folie 13 belegt, insbesondere mit Polymerfolie, wobei das Zwischenmaterial 13, wie etwa die Folie, vorzugsweise eine Dicke aufweist, welche mindestens so groß ist wie die Abweichung der tatsächlichen Form der Oberfläche 4 von der Hüllkurve ist, wobei das Zwischenmaterial 13 vorzugsweise eine maximale Dicke von höchstens 200 um, vorzugsweise höchstens 100 um, mehr bevorzugt höchstens 50 um oder besonders bevorzugt sogar nur höchstens 25 um aufweist.
Neben der oben genannten gewölbten Ausführung der Unterlage kann diese gemäß noch einer Ausführungsform eben ausgebildet sein, beispielsweise für die Herstellung von Planspiegeln. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Unterlage umfasst das Zwischenmaterial 13 Polyvinylchlorid.
Vorzugsweise ist dabei die Oberfläche 4 der Unterlage 1 nur teilweise mit dem Zwischenmaterial 13 belegt. Beispielsweise kann eine Folie als Zwischenmaterial 13 wie hier in Fig. 3 dargestellt in Form kleiner Stücke auf die Oberfläche aufgebracht sein. Die Anordnung kann insbesondere regelmäßig, beispielsweise symmetrisch oder radiärsymmetrisch sein. In einer Ausführungsform ist eine drei-, vier- oder mehrzählige Symmetrie der Folienstücke vorgesehen, wobei die Folienstücke vorzugsweise rund oder elliptisch ausgebildet sind.
Fig. 4 zeigt in mehreren Teilbildern Verfahrensschritte zur Herstellung eines Spiegelträgers 20. Zunächst werden Spiegelträger und Unterlage vorbereitet. Wie in Teilbild (a) gezeigt wird mittelseines Schleifwerkzeugs 5, beispielsweise mit einem rotierenden Schleifteller die Oberfläche 4 der Unterlage 1 entsprechend einer vorgegebenen Hüllkurve ausgeformt, die hier beispielhaft konkav ist. Teilbild (b) zeigt die entsprechende Bearbeitung der Auflagefläche 22 des Spiegelträgers 20. Die Auflagefläche 22 wird dabei mit einer zur Oberfläche 4 komplementären Wölbung versehen.
Sind die Oberflächen 4, 22 ausgeformt, wird der Spiegelträger 20 auf der Unterlage 1 aufgesetzt und fixiert, wie in Teilbild (c) dargestellt. Dabei kann wiederum ein Zwischenmaterial 13 zum Einsatz kommen, um verbleibende Ungleichheiten in den Oberflächen auszugleichen und gegebenenfalls auch eine StoRdämpfung bei der weiteren Bearbeitung des Spiegelträgers 20 bewirken. Die Fixierung gegen eine laterale Verschiebung des Spiegelträgers 20 auf der Unterlage und auch gegen ein Ablösen kann beispielsweise adhäsiv über das Zwischenmaterial 13 erfolgen. Im so erhaltenen Verbund 15 kann dann wie in Teilbild (d) gezeigt die Funktionsfläche 21 mit einem Schleifwerkzeug 5 mit geringer Verformung des Spiegelträgers 20 herausgearbeitet werden. Zur Bearbeitung weiterer Spiegelträger kann die Unterlage 1 weiterverwendet werden, so dass bei einer Herstellung einer Serie mehrerer gleichartiger Spiegelträger 20 der Schritt gemäß Teilbild (a) nur einmal durchgeführt werden muss. Ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel basiert das Verfahren zum Herstellen eines Spiegelträgers 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß der obigen Beschreibung darauf, dass eine Oberfläche 4 der Unterlage 1 und eine Auflageoberfläche gemäß einer vorgegebenen Form, beziehungsweise gemäß einem vorgegebenen Oberflächenverlauf durch materialabtragende Bearbeitung geformt werden, wobei die Auflageoberfläche 22 des Spiegelträgers und die Oberfläche 4 der Unterlage 1 zumindest in Auflagebereichen gegengleich ausgebildet werden, und wobei die Auflageoberfläche 22 des Spiegelträgers 20 und die Oberfläche 4 der Unterlage 1 zusammengeführt und der Spiegelträger 20 an der Unterlage 1 befestigt wird, so dass ein Verbund 15 gebildet wird, und wobei dann im Verbund 15 die der Auflageoberfläche 22 gegenüberliegende Funktionsfläche 21 durch materialabtragende Bearbeitung ausgeformt wird. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann. So kommt es nicht auf die Reihenfolge der Bearbeitung der Oberflächen 4 und 22 an, diese können beispielsweise auch gleichzeitig ausgeformt werden, oder es wird anders als die dargestellte Reihenfolge der Teilbilder zuerst die Auflageoberfläche 22 des Spiegelträgers 20 geformt.
Bezugszeichenliste 1 Unterlage Schleifwerkzeug 5 13 Zwischenmaterial
15 Verbund 20 Spiegelträger 21 Funktionsfläche von 20 22 Auflageoberfläche von 20
4 Oberfläche der Unterlage
Claims (18)
1. Spiegelträger umfassend ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,1*108/K und bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*10-/K, wobei der Spiegelträger mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: - der Spiegelträger weist ein Verhältnis von dessen lateraler Abmessung zu dessen maximaler Dicke von mindestens 100, mehr bevorzugt von mindestens 150 sowie besonders bevorzugt von mindestens 200 und ganz besonders bevorzugt 300 oder mehr auf, - das Flächengewicht des Spiegelträgers beträgt 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt 50 kg/m? oder weniger und besonders bevorzugt 30 kg/m? und insbesondere bevorzugt 15 kg/m? oder weniger, wobei der Spiegelträger eine Spiegeloberfläche aufweist, welche eine Rauigkeit Ra von höchstens 3,5 um, vorzugsweise kleiner 1,2 um aufweist.
2. Spiegelträger nach Anspruch 1, wobei die maximale Dicke des Spiegelträgers 50 mm oder weniger, vorzugsweise20 mm oder weniger, bevorzugt 15 mm oder weniger, besonders bevorzugt 10 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 2 mm oder weniger beträgt.
3. Spiegelträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die laterale Abmessung des Spiegelträgers mindestens 200 mm und/oder höchstens 4500 mm beträgt.
4. Spiegelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Oberfläche eine Rauigkeit RMS von kleiner 2 nm, bevorzugt von kleiner 1 nm, aufweist, wobei die Oberfläche des Spiegelträgers vorzugsweise poliert vorliegt.
5. Spiegelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Spiegelträger eine Glaskeramik, vorzugsweise eine Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramik, wobei die Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramik vorzugsweise als Hochquarz-Mischkristall- Glaskeramik ausgebildet ist, ein Ti-dotiertes synthetisches Quarzglas und/oder eine Keramik, vorzugsweise eine Keramik umfassend Cordierit und/oder SiC, umfasst.
6. Spiegel, umfassend einen Spiegelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und eine hochreflektierende Schicht auf der Spiegeloberfläche des Spiegelträgers.
7. Unterlage (1) zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden Spiegelträgers (20), insbesondere eines Spiegelträgers (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dessen Bearbeiten und/oder Transportieren, umfassend ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich0,1*10:5/K und bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*10:8/K.
8. Unterlage nach Anspruch 7, wobei die Oberfläche der Unterlage, auf welcher der Spiegelträger (20) aufliegt, gewölbt ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Oberfläche der Unterlage durch eine Hüllkurve angenähert ist und wobei besonders bevorzugt die Abweichung von der Hüllkurve der Unterlage für einen Spiegelträger mit einer lateralen Abmessung von mindestens 4000 mm maximal 0,5 mm, bevorzugt höchstens 0,025 mm, und/oder vorzugsweise für einen Spiegelträger (20) mit einer lateralen Abmessung von mindestens 2000 mm höchstens 0,2 mm und bevorzugt höchstens 0,025 mm, und/oder vorzugsweise für einen Spiegelträger (20) mit einer lateralen Abmessung von 1200 mm oder weniger höchstens 0,1 mm und bevorzugt höchstens 0,01 mm beträgt.
9. Unterlage nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Oberfläche der Unterlage zumindest teilweise mit einem Zwischenmaterial (13) belegt ist, insbesondere mit einer Folie, vorzugsweise mit einer Polymerfolie, wobei das Zwischenmaterial (13) vorzugsweise eine Dicke aufweist, welche mindestens so groß ist wie die Abweichung der tatsächlichen Form der Oberfläche von der Hüllkurve ist, wobei das Zwischenmaterial (13) vorzugsweise eine maximale Dicke von höchstens 200 Um, vorzugsweise höchstens 100 um, mehr bevorzugt höchstens 50 um oder besonders bevorzugt sogar nur höchstens 25 um verwendet werden aufweist.
10. Unterlage nach Anspruch 9, wobei das Zwischenmaterial (13) Polyvinylchlorid umfasst.
11. Unterlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Oberfläche (4) der Unterlage (1) in der Form teilweise mit dem Zwischenmaterial (13) belegt ist, dass das Zwischenmaterial (13) in Form von zueinander beabstandeten Abschnitten auf die Oberfläche (4) aufgebracht ist, sodass eine symmetrische, vorzugsweise eine radiärsymmetrische, bevorzugt eine vierzählige radiärsymmetrische Anordnung der Abschnitte des Zwischenmaterials ausgebildet ist, wobei die Abschnitte vorzugsweise rund oder elliptisch ausgebildet sind.
12. Verbund aus einer Unterlage (1) sowie einem Spiegelträger (20), wobei die Unterlage (1) zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen des auflagernden Spiegelträgers (20) bei dessen Bearbeiten und/oder Transportieren dient, wobei die Unterlage (1) ein Material mit einem mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,1*108/K und bevorzugt kleiner oder gleich 0, 05*10-8/K umfasst, wobei der Spiegelträger ein Material mit einem mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,1*108/K und bevorzugt kleiner oder gleich 0, 05*10-8/K umfasst, wobei vorzugsweise der Spiegelträger eine maximale Dicke von 50 mm oder weniger, vorzugsweise 20 mm oder weniger, bevorzugt 15 mm oder weniger, besonders bevorzugt 10 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 2 mm oder weniger aufweist, wobei vorzugsweise die laterale Abmessung des Spiegelträgers mindestens 200 mm beträgt und wobei der Spiegelträger mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: - der Spiegelträger weist ein Verhältnis von dessen lateraler Abmessung zu dessen maximaler Dicke von mindestens 100, bevorzugt von mindestens 150 sowie besonders bevorzugt von mindestens 200 und ganz besonders bevorzugt 300 oder mehr auf, - das Flächengewicht des Spiegelträgers beträgt 100 kg/m? oder weniger, bevorzugt 50 kg/m? oder weniger und besonders bevorzugt 30 kg/m?, insbesondere bevorzugt 15 kg/m? oder weniger, wobei vorzugsweise die Spiegeloberfläche eine Rauigkeit von höchstens 3,5 um, vorzugsweise von höchstens 1,2 um aufweist.
13. Verbund nach Anspruch 12, wobei sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des von der Unterlage umfassten Materials und des vom Spiegelträger umfassten Materials voneinander höchstens um einen Betrag von 0,1*10/K, bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,05*106/K und besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,02*10- 6/K unterscheiden.
14. Verbund nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Oberfläche der Unterlage und die Fläche des Spiegelträgers, welche auf der Oberfläche der Unterlage aufliegt, gegengleich gewôlbt sind.
15. Verbund gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegelträger (20) auf der Unterlage (4) lateral fixiert ist, vorzugsweise wobei der Spiegelträger (20) zusätzlich gegen ein Ablösen von der Unterlage (4) fixiert ist.
16. Verfahren zum Herstellen eines Spiegelträgers (20), insbesondere eines Spiegelträgers (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die folgenden Schritte - Bereitstellen einer Unterlage (1) zum vorzugsweise vollflächigen Unterstützen eines auflagernden Spiegelträgers (20), - Bereitstellen eines Spiegelträgers (20) umfassend ein Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von kleiner oder gleich0,1*10/K und bevorzugt kleiner oder gleich 0,05*10-/K, - Ablegen des Spiegelträgers (20) auf der Unterlage (1), - mechanisches Nachbearbeiten, insbesondere Polieren, Bohren, Schleifen oder Läppen, einer Fläche des Spiegelträgers (20), insbesondere von dessen Spiegeloberfläche (21), wobei sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des von der Unterlage (1) umfassten Materials und des vom Spiegelträger (20) umfassten Materials voneinander höchstens um einen Betrag von 0,1*10:8/K, bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,05*108/K und besonders bevorzugt um einen Betrag von höchstens 0,02*10-/K unterscheiden.
17. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, bei welchem eine Oberfläche (4) der Unterlage (1) und eine Auflageoberfläche (22) gemäß einem vorgegebenen Oberflächenverlauf durch materialabtragende Bearbeitung geformt werden, wobei die
Auflageoberfläche (22) des Spiegelträgers (20) und die Oberfläche (4) der Unterlage (1) gegengleich ausgebildet werden, und wobei die Auflageoberfläche (22) des Spiegelträgers (20) und die Oberfläche (4) der Unterlage (1) zusammengeführt und der Spiegelträger (20) an der Unterlage (1) befestigt wird, so dass ein Verbund (15) gebildet wird, und wobei dann im Verbund (15) die der Auflageoberfläche (22) gegenüberliegende Funktionsfläche (21) durch materialabtragende Bearbeitung ausgeformt wird.
18. Verwendung eines Spiegelträgers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 in astronomischen Anwendungen, in der LCD-Lithographie und/oder in der Mikrolithographie.
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