DD270783A1 - Anordnung eines optischen bauelementes in einer mechanischen fassung und verfahren zu seiner fassung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung. Erfindungsgemaess sind zwischen der Kontaktflaeche des optischen Bauelementes und der Kontaktflaeche der mechanischen Fassung an definierten Auflagepunkten Segmente aus einem elastischen Material angeordnet. Die Anordnung der Segmente realisiert eine reproduzierbare loesbare Verbindung eines Formschlusses zwischen den Kontaktflaechen des optischen Bauelementes und der mechanischen Fassung bei Minimierung der Deformation der optisch wirksamen Flaeche nach jedem Paarungsvorgang. Die Erfindung kann vorwiegend zur Lagefixierung von Spiegelbauelementen im Fertigungs-, Justier- und Messprozess eingesetzt werden.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. In Verbindung mit dem Herstellungsverfahren kann die Anordnung zur Lagefixierung von Spiegelbauelementen im Fertigungs-, Justier- und Meßprozeß des optischen Bauelementes eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind Anordnungen optischer Bauelemente in mechanischen Fassungen, bei denen durch konventionelle >

Feinbearbeitungsverfahren nur mit unvertretbar hohem Zeitaufwand Ebenheiten der zu paarenden Auflageflächen von < 1 pm erreicht werden. Abweichungen dar Ebenheit von > 1 pm führen in der Tendenz zu einer Zweipunktauflage zwischen dem optischen Bauelement und der mechanischen Fassung, von Deformationen der optischen Funktionsfläche von >λ/10ρ - ν, λ = 633mm, zur Folge hat.

Die Verwendung von viskosen Zwischenschichten zur Fassung optischer Bauelemente erschwert die Flächenprüfung aufgrund einer ständigen Bewegung des Bauelementes parallel zur optischen Achse erheblich. Bekannt ist die Auflage eines optischen Bauelementes auf einem System von Hebelelementen, die mit geeigneten Meß- und Stelleinrichtungen versehen sind und eine für alle Elemente gleichgroße Auflagekraft realisieren. Derartige Anordnungen wurden beispielsweise bei astronomischen Geräten eingesetzt.

In DE-OS 3313324 sowie DE-OS 2903804 werden die Verfahren bzw. Anordnungen zur Aufnahme von Astro-Optik aufgezeigt, bei denen die Gewichtskraft der optischen Bauelemente mit Gegagewichten über Hebesysteme kompensiert wird. Dabei steht die aufzunehmende Gewichtskomponente senkrecht zur optischen Achse. Bei weiteren bekannten Anordnungen zur Halterung optischer Bauelemente werden elastische Haltemittel (DE-OS 2619288, DE-OS 3437288, DE-OS 3521640), ringförmige Bauteile (DD-PS 226089) oder Klebebeschichtungen (DE-OS 3525813, DD-PS 207047, DD-PS 145134, DD-PS 211185) verwendet, die neben einer guten Haftung mit ringförmigen metallischen Faosungselementen auch Obftrflächendeformationen, vorwiegend kleinerer optischen Bauelemente vermeiden sollen. Auch bei Halterungen an Rückflächen optischer Bauelemente, wie beispielsweise in DE-OS 3119299, PS 221023 und DD-PS 2Ώ8458 beschrieben, lassen sich Deformationen der optisch wirksamen Flächen nur mit aufwendigen technischen Mitteln minimieren. Alle derartigen Varianten haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht lösbaro Verbindungen darstellen und somit zur Aufnahme optischer Bauelemente, die in einzelnen Prozeßstufen ihrer Fertigung sowie bei Meßvorgängen eine lösbare Verbindung voraussetzen, nicht geeignet sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit einfachen technischen Mitteln, Deformationen der optisch wirksamen Funktionsfläche bei der Lagefixierung das optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung zu reduzieren, die Reproduzierbarkeit der Auflage bei verschiedenen Fertigungs- und Meßprozeßstufen zu verbessern sowie den zeitlichen Aufwand bei der Herstellung eines gefaßten optischen Bauelementes zu verringern.

Darlegung de« Wesen» der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu entwickeln, wodurch eine lösbare Verbindung eines Formschlusses zwischen den Kontaktflachen des optischen Bauelementes und der mechanischen Fassung bei Deformationen der optisch wirksamen Fläche < λ/20 ρ - ν,λ = 633 nm nach jedem Paarungsvorgang realisiert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung, bei welcher das optische Bauelement sowie die mechanische Fassung radial angearbeitete, mit Kontaktflächen versehene Absätze aufweist und zwischen den Kontaktflächen ein elastisches Zwischenmedium eingelagert ist, dadurch gelöst, daß das elastische Zwischenmedium aus auf der Kontaktfläche der mechanischen Fassung lösbar befestigten Segmenten besteht und die Segmente radial verteilt in einer Ebene zur Kontaktfläche des optischen Bauelementes angeordnet sind. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung dieser Anordnung, bei welchem das mit einer Kontaktfläche versehene optische Bauelement auf eine mit einer elastischen Zwischenschicht versehene Kontaktfläche der mechanischen Fassung aufgelegt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem ersten Verfahrensschritt die aus einzelnen Segmenten bestehende Zwischenschicht in äquidistanten Abständen auf die Kontaktfläche der mechanischen Fassung kraft- und formschlüssig aufgebracht wird, in einem zweiten Verfahrensschritt das optische Bauelement zentrisch in die mechanische Fassung eingefügt und über das Eigengewicht des optischen Bauelementes ein Kraft- und Formschluß zwischen den Kontaktflächen des optischen Bauelementes und den Segmenten realisiert wird, in einem dritten Verfahrensschrit digitalinterferometrlsch flächendefcrmierende Segmentauflagezonen erfaßt und in einem vierten Verfahrensschritt nach Entfernung der flächendeformierenden Segmentauflagezonen das optische Bauelement lagefixiert wird. Vorteilhafterweise wird die Erfassung und Entfernung der flächendeformierenden Segmentauflagezonen in mehreren Arbeitsschritten vorgenommen. Bedingt durch die definierte Anordnung der segmentförmigen elastischen Zwischenschicht wird eil ie beliebig oft iösbare Anordnung geschaffen, die nach jeder erneuten Paarung zwischen dem optischen Bauelement und der mechanischen Fassung reproduzierbare Werte bezüglich der minimierten Deformation der optisch wirksamen Fläche realisiert.

Ausführungsbeispiel

In einem nachstehenden Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:

Fig. 1: Anordnung des optischen Bauelementes in der mechanischen Fassung. Fig. 2: Anordnung der Segmente auf der Kontaktfläche der mechanischen Fassung.

Figur 1 zeigt eine mechanische Fassung 1, die mit einem radial angearbeiteten, eine Kontaktfläche 2 aufweisenden Absatz versehen ist. Die Kontaktfläche 2 dient zur Auflage einer elastischen Zwischenschicht in Form von Segmenten 3, wobei die Segmente 3 zur Befestigung auf der Kont^ktfläche 2 mit einer Haftschicht versehen sind. Zur Aufnahme eines optischen Bauelementes 4 in der mechanischen Fassung 1 ist das Bauelement 4 ebenfalls mit einem radial angearbeiteten, eine Kontaktfläche 5 aufweisenden Absatz versehen.

Nach der Fertigung der elastischen Segmente 3 werden die Segmente 3, wie in Figur 2 dargestellt, über die Haftschichten in äquidistanten Abständen auf der Kontaktfläche 2 der mechanischen Fassung 1 befestigt. Anschließend wird das optische Bauelement 4 zentrisch auf die Segmente 3 aufgelegt, wobei die mechanische Fassung 1 auf einer definierten Basis 6 aufliegt. Auf Grund des Eigengewichtes des optischen Bauelementes 4 erfolgt eine Anpassung der elastischen Segmente 3 zur Realisierung eines indirekten Formschlusses zwischen den zu paarenden Kontaktflächen 2 und 15. Mit Hilfe digitalinterferometrischer Auswertetechnik werden einzeln tragende, die optisch wirksame Fläche deformierende, Auflagepunkte bzw. Segmente 3 erfaßt und nach Entnahme des optischen Bauelementes 4 entfernt. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis die Deformation der optisch wirksamen Fläche das erforderliche Minimum erreicht hat.

Claims (3)

1. Anordnung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung, insbesondere eines Spiegelbauelementes, wobei das optische Bauelement sowie die mechanische Fassung radial angearbeitete, mit Kontaktflächen versehene Absätze aufweist und zwischen den Kontaktflächen ein elastisches Zwischenmedium eingelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenmedium aus auf der Kontaktfläche (2) der mechanischen Fassung (1) lösbar befestigten Segmenten (3) besteht und die Segmente (3) radial verteilt in einer Ebene zur Kontaktfläche (5) des optischen Bauelementes (4) angeordnet sind.

2. Verfahren zur Fassung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung, bei welchem das mit einer Kontaktfläche versehene optische Bauelement auf eine mit einer elastischen Zwischenschicht versehene Kontaktfläche der mechanischen Fassung aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt die aus einzelnen Segmenten (3) bestehende Zwischenschicht in äquidistanten Abständen auf die Kontaktfläche (2) der mechanischen Fassung (1) kraft- und formschlüssig aufgebracht wird, in einem zweiten Verfahrensschritt das optische Bauelement (4) zentrisch in die mechanische Fassung (1) eingefügt und über das Eigengewicht des optischen Bauelementes (4) ein Kraft- und Formschluß zwischen der Kontaktfläche (5) realisiert wird, in einem dritten Verfahrensschritt digitalinterferometrisch flächendeformierende Segmentauflagezonen erfaßt und in einem vierten Verfahrensschritt nach Entfernung der flächendeformierenden Segmentauflagezonen das optische Bauelement (4) deformationsarm tagefixiert wird.

3. Verfahren zur Fassung eines optischen Bauelementes in einer mechanischen Fassung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung und Entfernung der flächendeformierenden Sgementauflagezonen in mehreren Arbeitsschritten vorgenommen wird.