DD282993A5

DD282993A5 - DEVICE FOR MOUNTING OPTICAL COMPONENTS

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}The invention encompasses a device for holding optical components during a thermal surface treatment of an optically effective surface of the component with mechanical movement of the device. The device consists of a frame-like basic body with a loosely inserted ring on which an optical component rests directly on the edge. By this division of the device different thermal expansion coefficients and resulting voltages and jamming between the optical device and device are compensated. Fig. 1 {optics; Optical technology; surface finishing by; vapor deposition; Holder; Device}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung ist zur Halterung von optischen Bauelementen, vorzugsweise von Linsen mit Fasengestaltung, bei Oberflächenbehandlung anzuwenden.The invention is to be used for mounting optical components, preferably of beveled lenses, in surface treatment.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

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.The holder of optical components, in particular lenses, takes place in the surface treatment so far in so-called diaphragm sockets. This z. B. the lens placed on a ring scabbard and zenUiert roughly in diameter. The fit of the lens in the bezel mount is diameter dependent. It takes place z. For example, for a Linss with an outer diameter of 100mm, the definition of the inner diameter of the aperture with 100.32 mm + 0.08. These are empirical values of the construction areas due to the thermal influences during vapor deposition. When choosing h 11 as fit ' ^ur the optics part results in a maximum game of 0.62mm. The surface treatment takes place in a vacuum under strong heat load. In this case, the optical components with their holders in order to achieve a uniform vapor deposition, mechanically moved and thus shaken. When heat load, the diaphragm extension expands, and the lens z. B. slips deeper into the socket as a result of gravity. During the re-adjustment to the room temperature, it can, especially in an optical edge design with chamfers small angle to the optical axis, due to self-locking jamming of the lens in the socket and thus come to mechanical stress on the lens and in succession to jumps. Thus solutions with closed ring cutting support (WP G 02 B 209417, Deterding, Leo G.) are unsuitable.

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.Due to the fact that the vacuum is kept clean, the use of a suitable joining agent (WP G 02 B / 2919912, WP G 02 B / 2503 747) is also ruled out. Obvious would be the use of a frame material whose coefficient of expansion is close to that of the optical component. However, this would be relatively complicated and expensive.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, ein optisches Bauelement für eine thermische Oberflächenbehandlung seiner optisch wirksamen Flächen sicher, einfach und billig zu halten.The object of the invention is to keep an optical component for a thermal surface treatment of its optically effective surfaces safe, simple and cheap.

Explanation of the essence of the invention

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.The object of the invention is to develop a device that holds an optical device for a thermal surface treatment stress-free and safe, even with unfavorable edge and bevel design of the optical components and mechanical movement of the device during the treatment.

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.Erfindungsgsmiiß this object is achieved by a device for holding optical components during a surface treatment of the optically active surfaces of the device under high temperatures and mechanical bowing of the device, the randseitseit the optical device ^; g surrounds loosely surrounds, has an opening diameter which is slightly larger than the diameter of the optically active surfaces and has a cutting edge on which the component rests with a optically effective surface enclosing chamfer, solved by the ring cutting a separate, loose in the Device lying ring is. It is advantageous if the ring consists of a material with approximately the same coefficient of thermal expansion as the optical component or if the ring is slotted on the circumference, that is not closed.

Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß die unmittelbare Auflage für das optische Bauelement von der eigentlichen Fassung getrennt wird.The invention is characterized in that the immediate support for the optical component is separated from the actual socket.

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 unterschiedlicherThe main body of this version can be made as previously from any cheap material and the usual Innenrandgestaltur.g simply be modified to accommodate the immediate edition forming ring. By different cross-sectional configuration of this ring components of the same diameter, but different

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.Edge chamfer design with a version each appropriately taken. Preferably, the edge of the ring forming the actual annular edge is rounded off or the ring as a whole has a circular cross-section, which enables a good sliding of the chamfer of the optical component on the ring with temperature change and / or movement. With this invention, the possibility is created, optical components, which must get a bevel processing in diameter immediately outside the optically free diameter, record and surface treat. Especially when these chamfers form a small angle to the optical axis and the device has a very different, especially lower coefficient of expansion (eg fluorspar-CaF ₂ ) of aluminum, which is commonly used as material for these molds Invention prevents the optical part is unusable by splintering.

embodiment The invention will be explained in more detail with drawings.

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.Fig. 1: shows the sectional view of a device according to the invention and an optical component therein. Fig. 2: shows the ring-cutting-like part of the device in a particularly advantageous 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.As shown in Fig. 1, an optical component 1 is inserted vertically into a base body 2. The surface treatment is carried out in a vacuum in a vacuum from below on an optical effective surface 3. This surface must not be limited by the support. Since a chamfer 4 attaches to the edge of the optical part 1 directly to the active surface 3, there is not enough space for an edge support by means of ring cutting available. It must therefore be used for support the chamfer 4. This is done according to the invention by a separate from the aperture support ring 5. For this ring 5 either a material is used whose coefficient of expansion is close to that of the optical component, or in any choice of material (preferably steel) this ring is slotted on the circumference, according to FIG. Its cross-section can be advantageously formed with a convex contour Fig. 2 b or circular to improve the sliding properties between support ring and optical component during the action of temperature 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.This ring 5, z. As steel, expands at the temperature increase to about 300 ° C, during the surface treatment more than the optical component 1, z. ausQuarz-SQ 1, but retains its support on a collar 6 of the body 2. When reunifying at room temperature, the chamfer 4 slides on the convex outer surface of the ring 5 and the ring 5 retains its larger diameter, broadening the slot 7. Thus, the Reduced pressure on the chamfer 4 and avoided damage to the optical component.

Claims

1. A device for holding optical components during a surface treatment of the optically active surfaces of the component (1) under high temperatures and mechanical movement of the device (2), the peripheral edge of the optical device (1) surrounds loosely, has an opening diameter, which is slightly larger than the diameter of the optically active surfaces and has a cutting edge on which the component rests with a an optically active surface (3) enclosing chamfer (4), characterized in that the annular cutting edge is a separate, loosely located in the device Ring is (5).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ring (5) consists of a material having approximately the same thermal expansion coefficient as the optical component.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the (5) ring is not closed (7).