DD282993A5

DD282993A5 - Vorrichtung zur halterung von optischen bauelementen

Info

Publication number: DD282993A5
Application number: DD32818789A
Authority: DD
Inventors: Istvan Balogh; Horst Hartwig; Rainer Schnell
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1990-09-26
Also published as: DD282993B5

Abstract

Die Erfindung umfaszt eine Vorrichtung zur Halterung von optischen Bauelementen waehrend einer thermischen Oberflaechenbehandlung einer optisch wirksamen Flaeche des Bauelementes unter mechanischer Bewegung der Vorrichtung. Die Vorrichtung besteht aus einem fassungsartigen Grundkoerper mit einem lose eingelegten Ring, auf dem ein optisches Bauelement unmittelbar randseitig aufliegt. Durch diese Zweiteilung der Vorrichtung werden unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten und daraus resultierende Spannungen und Verklemmungen zwischen optischem Bauelement und Vorrichtung kompensiert. Fig. 1{Optik; Optiktechnologie; Oberflaechenbehandlung; Bedampfung; Halterung; Vorrichtung}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist zur Halterung von optischen Bauelementen, vorzugsweise von Linsen mit Fasengestaltung, bei Oberflächenbehandlung anzuwenden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Halterung von optischen Bauelementen, insbesondere von Linsen, erfolgt bei der Oberflächenbehandlung bisher in sogenannten Blendenfassungen. Dabei wird z. B. die Linse auf eine Ringscheide aufgelegt und grob im Durchmesser zenUiert. Die Passung der Linse in der Blendenfassung ist durchmesserabhängig. Sie erfolgt z. B. bei einer Linss mit einem Außendurchmesser von 100mm die Festlegung des Innendurchmessers der Blendenfassung mit 100,32 mm + 0,08. Dies sind Erfahrungswerte der Konstruktionsbereiche auf Grund der thermischen Einflüsse während der Bedampfung. Bei der Wahl h 11 als Passung '^ur das Optikteil ergibt sich ein Maximalspiel von 0,62mm. Die Oberflächenbehandlung erfolgt im Vakuum unter starker Wärmebelastung. Dabei werden die optischen Bauelemente mit ihren Halterungen, um eine gleichmäßige Bedampfung zu erreichen, mechanisch bewegt und somit erschüttert. Bei Wärmebelastung dehnt sich die Blendenfassung aus, und die Linse z. B. rutscht infolge der Schwerkraftwirkung tiefer in die Fassung hinein. Während der Wiederangleichung an die Raumtemperatur kann es, besonders bei einer Optikrandgestaltung mit Fasen kleiner Winkel zur optischen Achse, infolge Selbsthemmung zur Verklemmung der Linse in der Fassung und damit zur mechanischen Belastung der Linse und in Folge zu Aussprüngen kommen. Somit sind Lösungen mit geschlossener Ringschneidenauflage (WP G 02 B 209417; Deterding, Leo G.) ungeeignet.

Auf Grund der Reinhaltung des Vakuums scheidet auch die Verwendung eines geeigneten Fügemittels (WP G 02 B/2919912; WP G 02 B/2503 747) aus. Naheliegend wäre die Verwendung eines Fassungsmaterials, dessen Ausdehnungskoeffizient nahe dem des optischen Bauteiles liegt. Dies wäre allerdings relativ aufwendig und teuer.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein optisches Bauelement für eine thermische Oberflächenbehandlung seiner optisch wirksamen Flächen sicher, einfach und billig zu halten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die ein optisches Bauelement für eine thermische Oberflächenbehandlung spannungsfrei und sicher hält, auch bei ungünstiger Rand- und Fasengestaltung der optischen Bauelemente und bei mechanischer Bewegung der Vorrichtung während der Behandlung.

Erfindungsgsmiiß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Halterung von optischen Bauelementen während einer Oberflächenbehandlung der optisch wirksamen Flächen des Bauelementes unter hohen Temperaturen und bei mechanischer Bowegung der Vorrichtung, die das optische Bauelement randseit^;g fassungsartig lose umschließt, einen Öffnungsdurchmesser hat, der geringfügig größer als der Durchmesser der optisch wirksamen Flächen ist und eine Ringschneide besitzt, auf der das Bauelement mit einer eine optisch wirksame Fläche umschließenden Fase aufliegt, gelöst, indem die Ringschneide ein separater, lose in der Vorrichtung liegender Ring ist. Von Vorteil ist es, wenn der Ring aus einem Material besteht mit annähernd dem gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das optische Bauelement oder wenn der Ring am Umfang geschlitzt, also nicht geschlossen ist.

Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß die unmittelbare Auflage für das optische Bauelement von der eigentlichen Fassung getrennt wird.

Der Grundkörper dieser Fassung kann wie bisher aus einem beliebigen, billigen Material gefertigt und die bisher übliche Innenrandgestaltur.g einfach abgewandelt werden, um den die unmittelbare Auflage bildenden Ring aufzunehmen. Durch unterschiedliche Querschnittsgestaltung dieses Ringes können Bauelemente gleichen Durchmessers, aber unterschiedlicher

Randfasengestaltung mit einer Fassung jeweils angemessen aufgenommen werden. Vorzugsweise wird die die eigentliche Ringschneide bildende Kante des Ringes abgerundet bzw. der Ring insgesamt einen kreisförmigen Querschnitt haben, was ein gutes Gleiten der Fase des optischen Bauelementes auf dem Ring bei Temperaturänderung und/oder Bewegung ermöglicht. Mit dieser Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, optische Bauelemente, die im Durchmesser unmittelbar außerhalb des optisch freien Durchmessers eine Fasenabarbeitung bekommen müssen, aufzunehmen und oberflächenzubehandeln. Besonders wenn diese Fasen einen kleinen Winkel zur optischen Achse bilden und das Bauelement einen von Aluminium, welches üblicherweise als Material für diese Formen Verwendung findet, stark unterschiedlichen, besonders niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten besitzt (z. B. Flußspat-CaF₂), wird durch die dargelegte Erfindung verhindert, daß das Optikteil durch Absplitterung unbrauchbar wird.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird mit Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1: zeigt das Schnittbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein optisches Bauteil darin. Fig. 2: zeigt den ringschneidenartigen Teil der Vorrichtung in einer besonders vorteilhaften Form.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird ein optisches Bauteil 1 in einen Grundkörper 2 senkrecht eingelegt. Die Oberflächenbehandlung erfolgt in einer Bedampfungsanlage im Vakuum von unten auf eine optische Wirkfläche 3. Diese Fläche darf durch die Auflage nicht eingeschränkt werden. Da eine Fase 4 am Rand des Optikteiles 1 unmittelbar an der Wirkfläche 3 ansetzt, ist nicht genügend Platz für eine Randauflage mittels Ringschneide zur Verfügung. Es muß also die Fase 4 zur Auflage genutzt werden. Dies erfolgt erfindungsgemäß durch einen von der Blendenfassung getrennten Auflagering 5. Für diesen Ring 5 wird entweder ein Werkstoff eingesetzt, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des optischen Bauteils nahekommt, oder bei beliebiger Werkstoffwahl (vorzugsweise Stahl) wird dieser Ring am Umfang geschlitzt, gemäß Fig. 2. Sein Querschnitt kann dabei zur Verbesserung der Gleiteigenschaften zwischen Auflagering und optischem Bauteil während der Temperatureinwirkung vorteilhaft mit einer balligen Kontur Fig. 2 b oder kreisförmig ausgebildet werden Fig. 2c.

Diese Ring 5, z. B. aus Stahl, dehnt sich bei der Temperaturerhöhung auf etwa 300°C, während der Oberflächenbehandlung stärker aus als das optische Bauteil 1,z.B. ausQuarz-SQ 1, behält aber seine Auflage auf einem Bund 6 des Grundkörpers 2. Bei Wiederangleichung an Raumtemperatur gleitet die Fase 4 auf der balligen Außenfläche des Ringes 5 bzw. der Ring 5 behält seinen größeren Durchmesser unter Verbreiterung des Schlitzes 7. Damit wird der Druck auf die Fase 4 abgeschwächt und eine Beschädigung des optischen Bauelementes vermieden.

Claims

1. Vorrichtung zur Halterung von optischen Bauelementen während einer Oberflächenbehandlung der optisch wirksamen Flächen des Bauelementes (1) unter hohen Temperaturen und bei mechanischer Bewegung der Vorrichtung (2), die das optische Bauelement (1) randseitig, fassungsartig lose umschließt, einen Öffnungsdurchmesser hat, der geringfügig größer als der Durchmesser der optisch wirksamen Flächen ist und eine Ringschneide besitzt, auf der das Bauelement mit einer eine optisch wirksame Fläche (3) umschließenden Fase (4) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschneide ein separater, lose in der Vorrichtung liegender Ring ist (5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus einem Material besteht mit annähernd dem gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das optische Bauelement.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (5) Ring nicht geschlossen ist (7).