CN206209179U - 反射镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反射镜，属于光学领域，包括：轻量化结构层，其包括第一玻璃板和设置在所述的第一玻璃板上的支撑架；所述的支撑架与第一玻璃板围成预设形状的槽，所述的预设形状为三角形、四边形、五边形、六边形、扇形或圆形；第二玻璃板，其设置在所述的支撑架上；所述的第二玻璃板与所述的支撑架通过熔接物熔接，所述的熔接物为含铝、硅类片状或粉状材料，其膨胀系数≤1.5×10^‑7/℃，所述的熔接物的熔化温度低于所述的轻量化结构层和第二玻璃板的软化温度；所述的第一玻璃板和第二玻璃板中有一个为具有反射面的玻璃板；所述的反射镜的径厚比小于10:1。本实用新型反射镜具有结构牢固，自重变形小和轻量化率高的优点。

Description

反射镜

技术领域

本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种反射镜。

背景技术

当今社会，随着空间科学、天文研究、宇宙探测、地球信息及环境信息等领域的飞速发展，高分辨率的成像质量要求光学系统具有越来越大的口径。

为保证反射镜具有合适的径厚比(否则可能会引起元件容易发生变形)，应在增加反射镜口径的同时，增大反射镜的厚度，然而这样就会造成反射镜重量的大大增加而无法承受自身重量，并且也会增加航空探测的成本和难度，迫切需要降低反射类元件的重量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种反射镜，在保证反射镜径厚比的条件下大大降低了反射镜的重量，从而减少了反射镜因自身重力而造成的形变。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种反射镜，包括：

轻量化结构层，其包括第一玻璃板和设置在所述的第一玻璃板上的支撑架；所述的支撑架与第一玻璃板围成预设形状的槽，所述的预设形状为三角形、四边形、五边形、六边形、扇形或圆形；

第二玻璃板，其设置在所述的支撑架上；

所述的第二玻璃板与所述的支撑架通过熔接物熔接，所述的熔接物膨胀系数≤1.5×10^-7/℃，所述的熔接物的熔化温度低于所述的轻量化结构层和第二玻璃板的软化温度；

所述的第一玻璃板和第二玻璃板中有一个为具有反射面的玻璃板；所述的反射镜的径厚比为小于10:1。

进一步的，所述的轻量化结构层和第二玻璃板材质为膨胀系数为5×10^-7/℃或膨胀系数≤1×10^-7/℃的石英玻璃。

进一步的，所述的第一玻璃板和支撑架为一体成型结构。

进一步的，所述的反射镜的口径为200-1500mm，所述第一玻璃板和第二玻璃板厚度都为2mm-30mm，支撑架厚度为所述的具有反射面的玻璃板厚度的2-10倍。

进一步的，所述的第二玻璃板的熔接面和支撑架的熔接面的表面贴合度为1μm-1mm。

进一步的，所述的熔接物的厚度为1μm-1mm。

进一步的，所述的槽相互连通且与外界连通。

进一步的，所述的带有反射面的玻璃板的反射面的形状为平面、球面或非球面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用支撑架结构，在保证径厚比可以满足反射镜的要求的条件下，大大降低了反射镜的重量，从而有效降低了由于反射镜自身重量造成的形变，延长了反射镜的寿命，支撑架围成的槽相互连通且与外界连通，其可以保证在外界环境变化时，不会因为槽里的气体和反射镜的膨胀不一致，而造成反射镜变形的现象。

本实用新型采用具有高强度、低密度、热稳定性好的普通石英玻璃或低膨胀石英玻璃作为基材制备轻量化反射镜具有可加工性能好、热变形小、自重变形小、耐辐照等优势。

本实用新型中采用了盖板层(第二玻璃板)，盖板层可以有效的加强了轻量化结构层的稳定性，从而配合轻量化结构层来实现反射镜的稳定，延长使用寿命；盖板层与支撑架的固定采用熔接物封接法，熔接物封接法固定具有强度高、应力小、结合牢固、轻量化率高等优势。

本实用新型反射镜的面形可以加工到PV小于0.1λ(λ＝632.8nm)。

附图说明

图1是本实用新型反射镜实施例中反射镜的结构示意图；

图2是本实用新型反射镜实施例中槽体表面为三角形的支撑槽的结构示意图；

图3是本实用新型反射镜实施例中槽体表面为正方形的支撑槽的结构示意图；

图4是本实用新型反射镜实施例中槽体表面为六边形的支撑槽的结构示意图；

图5是本实用新型反射镜实施例中槽体表面为圆形的支撑槽的结构示意图；

图6是本实用新型反射镜实施例中槽体表面为扇形的支撑槽的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更加清楚的了解本实用新型的技术方案，下面结合较佳实施例对本实用新型的方案做进一步阐述，应当理解，较佳实施例只是为了方便对本实用新型方案的理解，而不作为本实用新型方案的限定。

如图1，本实用新型实施例提供的一种反射镜结构示意图，如图1所示，本实施例中反射镜包括轻量化结构层1，第二玻璃板2和熔接物3，第二玻璃板2通过熔接物3熔接到轻量化结构层1上；其中，轻量化结构层为带有支撑结构的玻璃板，其包括第一玻璃板101，支撑架103及由支撑架103围成的槽102。

本实施例中轻量化结构层1和第二玻璃板2的材质可以为石英玻璃、低膨胀石英玻璃、K9玻璃、微晶玻璃；本实用新型实施例对轻量化结构层1和第二玻璃板2的材质不做限定，优选为膨胀系数为5×10^-7/℃或膨胀系数≤1×10^-7/℃的石英玻璃；

这里要说明的是：膨胀系数为5×10^-7/℃或膨胀系数≤1×10^-7/℃的石英玻璃具有高强度、低密度、热稳定性好的优点，可以大大增强反射镜的稳定性，有效防止其变形，延长反射镜的使用寿命。

熔接物可以为玻璃类材料；本实用新型实施例对熔接物的种类不做限定，其中优选的为含铝、硅类片状或粉状材料，其膨胀系数≤1.5×10^-7/℃，具体的为B-Al-Si或Ca-Al-Si系统的玻璃类材料。

这里要说明的是：采用熔接技术将轻量化结构层1和第二玻璃板2进行熔接，可以使反射镜具有强度高、应力小、结合牢固的优点。

本实用新型实施例对槽102的形状不做具体限定，图2-6分别为槽体102表面为三角形、正方形、六边形、圆形和扇形的结构示意图，结合图2-6可以知道，槽102表面可以为三角形、正方形、五边形、六边形、扇形和圆形等等，这里要说明的是：在保证反射镜的结构稳定的前提下尽量增加槽102所占的空间，可以有效减少反射镜的重量，更好的实现轻量化的效果，防止自重造成的反射镜变形，延长反射镜的使用寿命。

在具体实施时，本实用新型的第一玻璃板和第二玻璃板厚度可以设置为2mm-30mm，二者均可以作为反射面，支撑架厚度为作为反射面的玻璃板厚度的2-10倍。

这里要说明的是：反射板过薄则会造成反射镜变形，而反射板过厚则会造成反射镜的重量过大从而会使反射镜减重不明显。

在具体实施时，所述的带有反射面的玻璃板的反射面的形状可以为平面、球面或非球面。

这里要说明的是：平面反射镜用于改变平行光的传播角度，球面反射镜用于光的聚焦或发散；非球面反射镜用于使光线满足特殊的光学效果。

在具体实施时，为了保证轻量化结构层1与第二玻璃板2的熔接牢固，进一步的，所述的第二玻璃板2和支撑架103的熔接面的表面贴合度为1μm-1mm；贴合度小于1μm，难以加工成形；贴合度大于1mm，则熔封效果差，熔封后的牢固度降低。。

为了配合第二玻璃板3和支撑架103的熔接面的表面平整度，熔接物的厚度为1μm-1mm，这样可以保证熔接的牢固。

这里要说明的是：熔接物的熔化温度低于所述的轻量化结构层和所述的第二玻璃板的软化温度，这样才能实现整体在炉中熔接。

支撑槽的槽102相互连通且与外界连通，其作用是在外界环境变化时，不会因为孔洞里的气体和反射镜的膨胀不一致，而造成反射镜变形的现象。

本实用新型实施例提供的反射镜是通过如下方法制备的：

第一步：选料

为了获得理想的轻量化石英玻璃，挑选2段无肉眼可见的气泡和包裹物的普通石英玻璃或低膨胀石英玻璃坯料(膨胀系数为5×10^-7/℃_-或膨胀系数≤1×10^-7/℃)，坯料直径略大于成品反射镜的口径(200-1500mm)。轻量化结构层(包括第一玻璃板和支撑架)的厚度约为第二玻璃板厚度的2～10倍，第二玻璃板优选无缺陷的优质材料。

第二步：加工

将准备好的石英玻璃料进行精密冷加工处理：首先将轻量化结构层进行数控铣磨出图2所示形状的一种，该形状为整体形状，然后将第二玻璃板磨削平整，两部分的表面要保证一定的粗糙度，不能太光滑。再将冷加工后的坯料进行酸洗处理，钝化表面及亚表面裂纹。

第三步：熔接

在第二玻璃板表面上均匀涂覆一层熔封物，然后将第二玻璃板和轻量化结构层的开口端叠放到一块，将整体放到高温炉中进行烧结，最高温度高于熔封物的熔化温度低于石英玻璃的软化温度。达到最高温度后开始降温，封接温度到退火温度的降温速度大于100℃每小时，退火温度保温30～100分钟。退火温度为700-900℃之间的某一温度，退火温度到室温的降温速度为10～80℃每小时。以达到熔封物的最佳封接效果并实现石英玻璃的应力最小化。

第四步：整形和抛光

将冷却后的反射镜坯体进行整形处理，达到成品要求的外形精度，并且对表面进行磨砂、抛光处理达到反射镜的面形要求。

本实用新型中未尽之处，本领域技术人员可以根据现有的经验和技术进行选择即可完成，在此不再过多赘述，但均应落入本实用新型的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种反射镜，其特征在于，包括：

轻量化结构层，其包括第一玻璃板和设置在所述的第一玻璃板上的支撑架；所述的支撑架与第一玻璃板围成预设形状的槽，所述的预设形状为三角形、四边形、五边形、六边形、扇形或圆形；

第二玻璃板，其设置在所述的支撑架上；

所述的第二玻璃板与所述的支撑架通过熔接物熔接，所述的熔接物膨胀系数≤1.5×10^-7/℃，所述的熔接物的熔化温度低于所述的轻量化结构层和第二玻璃板的软化温度；

所述的第一玻璃板和第二玻璃板中有一个为具有反射面的玻璃板；所述的反射镜的径厚比为小于10:1。

2.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的轻量化结构层和第二玻璃板材质为膨胀系数为5×10^-7/℃或膨胀系数≤1×10^-7/℃的石英玻璃。

3.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的第一玻璃板和支撑架为一体成型结构。

4.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的反射镜的口径为200-1500mm，所述第一玻璃板和第二玻璃板厚度都为2mm-30mm，支撑架厚度为所述的具有反射面的玻璃板厚度的2-10倍。

5.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的第二玻璃板的熔接面和支撑架的熔接面的表面贴合度为1μm-1mm。

6.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的熔接物的厚度为1μm-1mm。

7.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的槽相互连通且与外界连通。

8.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述的带有反射面的玻璃板的反射面的形状为平面、球面或非球面。