DE102005030001B4

DE102005030001B4 - Reflektorvorrichtung zur Fokussierung

Info

Publication number: DE102005030001B4
Application number: DE102005030001A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Prof. Dr.-Ing. Wilde; Andreas Dr.-Ing. Schoth; Walter Dipl.-Ing. Greger; Daniel Dipl.-Ing. Arnold; Reinhold Dipl.-Ing. Jurischka; Wolfgang Prof. Dr. Menz; Claas Dr. Müller; Thorsten Dipl.-Ing. Faber
Original assignee: Landesstiftung Baden Wuerttemberg gGmbH
Current assignee: Landesstiftung Baden Wuerttemberg gGmbH
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2025-06-29
Also published as: DE102005030001A1

Abstract

Reflektorvorrichtung (10), welche zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung (26) auf einen Brennbereich ausgelegt ist, wobei
– eine Reflektorfläche (24) eines Reflektors (12) ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung (26) zumindest teilweise zu reflektieren,
– die Reflektorfläche (24) des Reflektors (12) eine vorbestimmbare Krümmung aufweist, wodurch die reflektierte elektromagnetische Strahlung (26) auf einen der Krümmung entsprechenden Brennbereich (32) fokussierbar ist und
– eine Wandstärke WS des Reflektors (12) derart ausgebildet ist, daß der Brennbereich (32) des Reflektors (12) durch Anlegen einer Kraft mittels einer Aktorvorrichtung (14) an einem einzigen vorbestimmten Kraftanlegebereich (34) kontinuierlich variierbar ist, wobei
der Reflektor (12) achsensymmetrisch bezüglich einer x-Achse ist und für alle Punkte auf der x-Achse für die Wandstärke WS(y) des Reflektors (12) in Richtung einer y-Achse gilt: WS(y) = C1 für 0 < = y < = B1/2; P1·h(y) < = WS(y) < = P2·h(y) für B1/2 < y < T1·B0/2; WS(y) = C2 für y...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reflektorvorrichtung zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung.
Es existieren vielfältige Einsatzmöglichkeiten für Spiegel. Beispielsweise werden Spiegel in Bar-Code-Scannern von Kassenanlagen zum Beispiel in Supermärkten und Kaufhäusern eingesetzt sowie in Scannern zum Scannen von dreidimensionalen Objekten verwendet. Ist es beispielsweise notwendig, dreidimensionale Objekte in allen drei Raumrichtungen ein zu scannen, ist es von Vorteil, wenn ein Laserstrahl, welcher beispielsweise für den Scanprozeß verwendet wird, mittels eines Spiegels auf das dreidimensionale Objekt abgebildet wird, wobei solche Scanprozesse häufig besser funktionieren bzw. überhaupt nur möglich sind, falls die Brennweite des Spiegels variiert werden kann.
Eine Möglichkeit, eine variable Brennweite eines Spiegels zu erreichen ist bereits aus verschiedenen technologischen Bereichen bekannt. Beispielsweise wird in modernen Teleskopen eine sogenannte adaptive Optik eingesetzt, bei welcher der Spiegel des Teleskops aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln besteht. Atmosphärische Störungen können durch kurzfristiges Anpassen der Brennweite einzelner Spiegel ausgeglichen werden. Adaptive Optiken sind in der Regel sehr aufwendig, teuer und auch schwierig zu warten und zu betreiben.
FR 2 343 262 A1 offenbart Spiegel mit variablen fokalen Abständen, welcher aus einer Spiegelscheibe besteht, wobei die Spiegelscheibe eine variable Dicke aufweist und durch Anlegen einer verteilten oder einer axialen Kraft ausgelenkt wird, wobei dadurch eine parabolische Deformation erzeugt wird und somit elektromagnetische Strahlung fokussiert werden kann.
US 4 116 541 offenbart einen parabolischen Reflektor mit variabler Breite, wobei der Reflektor aus einer Vielzahl einzelner Segmente besteht und wobei der Krümmungsradius des gesamten Spiegels dadurch veränderbar ist, daß die einzelnen Segmente verschieden durchbiegbar sind.
FR 2 757 277 A1 offenbart einen Aktorankoppelstift zur Deformation eines Spiegels, wobei der Aktorankoppelstift anhand elektromagnetischer Kräfte bewegbar ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, um den Fokus einer elektromagnetischen Strahlung in einfacher und zuverlässiger Weise zu variieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Reflektorvorrichtung gemäß Anspruch 1 und die Reflektorvorrichtung gemäß Anspruch 2. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Reflektorvorrichtung, welche zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung auf einen Brennbereich ausgelegt ist, bereitgestellt, wobei

– eine Reflektorfläche eines Reflektors ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu reflektieren,
– die Reflektorfläche des Reflektors eine vorbestimmbare Krümmung aufweist, wodurch die reflektierte elektromagnetische Strahlung auf einen der Krümmung entsprechenden Brennpunkt bzw. Brennbereich fokussierbar ist und
– eine Wandstärke WS des Reflektors derart ausgebildet ist, daß der Brennbereich des Reflektors durch Anlegen einer Kraft mittels einer Aktoreinrichtung an einem einzigen vorbestimmbaren Kraftanlegebereich im wesentlichen kontinuierlich variierbar ist, wobei

WS(y) = C1 für 0 < = y < = B1/2;

P1·h(y) < = WS(y) < = P2·h(y) für B1/2 < y < T1·B0/2;

WS(y) = C2 für y > = T1·B0/2;

B₀: eine maximale Breite des Reflektors in y-Richtung ist,
B₁: eine Breite eines Bereichs des Reflektors in y-Richtung ist,
P₁, P₂: einheitslose Parameter sind,
T₁: ein einheitsloser Parameter ist,
C₁ und C₂: konstante Wandstärken sind,

Q: eine angelegte Kraft ist,
w''(y): die zweite Ableitung einer Darstellung w(y) der Reflektorfläche als Funktion der Position in y-Richtung ist,
L₀: eine Länge des Reflektors in x-Richtung ist, und
E: ein Elastizitätsmodul des Materials des Reflektors ist.

Weiterhin gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Reflektorvorrichtung, welche zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung auf einen Brennbereich ausgelegt ist, bereitgestellt, wobei

WS(r) = C1 für r < = R1;

P1·h(r) < = WS(r) < = P2·h(r) für R1 < r < T1·R0;

WS(r) = C2 für r > = T1·R0;

R₀: eine maximale Ausdehnung des Reflektors in Radialrichtung ausgehend von dem Ausgangspunkt Z ist,
R₁: eine Ausdehnung eines Bereichs des Reflektors in Radialrichtung ausgehend von dem Ausgangspunkt Z ist,
P₁, P₂: einheitslose Parameter sind,
T₁: ein einheitsloser Parameter ist,
C₁, C₂: konstante Wandstärken sind und ferner die Beziehungen gelten:

Q1 = r2

Q2 = US[r – R1]·(R1 2 – r2)

K1 = (R0·T1)2

K2 = U'S [R0 ·T1 – R1]·(R1 2(R0·T1)2)

f: eine Brennweite des Reflektors ist,
q: eine an dem Reflektor angelegte Kraft pro Kontaktfläche der Aktorvorrichtung mit dem Reflektor ist,
U_S[y]: eine Sprungfunktion ist, deren Ergebnis für y < 0 gleich 0 ist und für y ≥ 0 gleich 1 ist,
E: ein E-Modul des Materials des Reflektors ist
v: eine Poisson-Zahl des Materials des Reflektors ist und
ln(): der natürliche Logarithmus ist.

Vorteilhafterweise wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Kraft nicht, wie herkömmlich bekannt, über die gesamte Außenfläche verteilt bzw. anhand einer Vielzahl von lokalen Stellen über die Außenfläche verteilt angelegt, sondern lediglich an einem einzigen Kraftanlegebereich, beispielsweise an einem vorbestimmten Bereich der Außenfläche des Reflektors. Somit ist in einfacher Weise der Brennbereich bzw. der Brennpunkt des Reflektors bzw. der Reflektorvorrichtung vorzugsweise kontinuierlich variierbar.
Beispielsweise kann der Reflektor eine Spiegelschale sein. Der Reflektor bzw. die Spiegelschale kann besonders bevorzugt aus einem Material hergestellt sein, welches einen vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Reflexionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung aufweist. Insbesondere hat das Material einen hohen Reflexionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung. Der Reflektor kann allerdings auch aus mehreren Materialien hergestellt sein. Hierbei ist es möglich, daß der Reflektor aus einem im wesentlichen elastischen Material mit einem lediglich geringen Reflexionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung hergestellt ist und eine Fläche des Reflektors mit einem weiteren Material mit hohem Reflexionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung beschichtet ist. Diese Schicht entspricht beispielsweise der Reflektorfläche des Reflektors. Der Reflektor kann allerdings auch aus einer Vielzahl von Materialien aufgebaut sein.
Weiterhin vorzugsweise ist die Kraft, welche an den Kraftanlegebereich mittels der Aktoreinrichtung anlegbar ist nicht konstant. Vielmehr kann die Kraft variieren. Daher kann aufgrund der erfindungsgemäßen Reflektorvorrichtung elektromagnetische Strahlung an verschiedenen Brennbereichen fokussiert werden. Der Brennbereich ist im Idealfall ein Brennpunkt. In anderen Worten wird elektromagnetische Strahlung von dem Reflektor bzw. der Reflektorfläche des Reflektors derart reflektiert, daß die elektromagnetische Strahlung in dem Brennpunkt fokussiert wird, falls die elektromagnetische Strahlung parallele Strahlung ist. Andernfalls hat der Brennpunkt eine gewisse Ausdehnung, d.h. es handelt sich um einen Brennbereich. Der Brennbereich ist für den Fall, daß nicht parallele elektromagnetische Strahlung auf die Reflektoreinrichtung auftrifft und davon reflektiert wird, der Ort, an dem die reflektierte elektromagnetische Strahlung den geringsten Durchmesser aufweist. Der tatsächliche Brennbereich unterschiedet sich insbesondere von dem Brennpunkt des Reflektors, wenn beispielsweise eine Strahlungsquelle nah an dem Reflektor angeordnet ist, wobei der Brennpunkt der Ort ist, an dem die reflektierte elektromagnetische Strahlung den geringsten Durchmesser aufweist, wenn die einfallende elektromagnetische Strahlung parallele Strahlung ist.
Die minimale Brennweite f des Reflektors ist insbesondere dann erreicht, wenn die Reflektorfläche maximal ausgelenkt ist, wobei im Sinne dieser Erfindung Brennweite und Fokusentfernung bzw. Brennbereich und Brennpunkt gleichbedeutend benutzt werden. Der Brennpunkt bzw. die Brennweite entspricht im wesentlichen einem Abstand eines Punktes von einem Scheitelpunkt der Reflektorfläche, wobei an diesem Punkt eine Reflexion einer einfallenden elektromagnetischen Strahlung gebündelt wird, d.h. die Brennweite entspricht der Entfernung des Brennpunktes bzw. Brennbereichs von dem Scheitelpunkt der Reflektorfläche. Im Idealfall wird elektromagnetische Strahlung in einem Punkt gebündelt. Da in der Praxis jedoch elektromagnetische Strahlung im wesentlichen nicht vollständig parallel ist, weist der Brennpunkt einen Größenbereich auf, weshalb synonym das Wort Brennbereich verwendet wird.
Die Position des Brennpunkts bzw. des Brennbereichs kann durch Änderung der anhand der Aktorvorrichtung anlegbaren Kraft geändert werden. Hierbei kann die angelegte Kraft über einen bestimmten Zeitraum im wesentlichen konstant sein und, falls die Position des Brennpunkts bzw. -bereichs verändert werden soll, die Kraft entsprechend verändert werden. Falls der Brennpunkt anschließend, d.h. an der neuen Position, konstant gehalten werden soll, braucht lediglich die neue, veränderte Kraft konstant gehalten werden.
Vorzugsweise entspricht jeder Position des Brennpunkts, d.h. einer jeden Brennweite der Reflektorvorrichtung bzw. des Reflektors, genau eine vorbestimmte Kraft, welche an dem Kraftanlegebereich anlegbar ist.
Besonders bevorzugt weist die Reflektorvorrichtung eine Regeleinrichtung auf, welche ausgelegt ist, einer jeden Brennweite bzw. einem jeden Brennbereich der Reflektorvorrichtung bzw. des Reflektors eine vorbestimmte bzw. vorbestimmbare Kraft zuzuordnen. In anderen Worten kann mittels einer vorbestimmten Kraft, welche an den Kraftanlegebereich angelegt wird, elektromagnetische Strahlung bei einer vorbestimmten Brennweite bzw. an einem vorbestimmten Brennbereich fokussiert werden. Beispielsweise kann es aufgrund von Ermüdungserscheinungen des Materials des Reflektors aber notwendig sein eine von der ursprünglich notwendigen Kraft verschiedene Kraft anzulegen, um einen vorbestimmten Brennbereich einzustellen. Anhand der Regeleinrichtung ist es möglich, insbesondere bei veränderten Materialeigenschaften des Reflektors aufgrund von Ermüdung des Materials, einer jeden Brennweite der Reflektorvorrichtung bzw. des Reflektors, genau eine vorbestimmte Kraft zuzuordnen, welche an dem Kraftanlegebereich angelegt werden muß, um die entsprechende Brennweite zu erhalten. Insbesondere, ist die Regeleinrichtung ausgelegt, eine Veränderung der Beziehung Kraft – Auslenkung des Reflektors, d.h. die Beziehung zwischen angelegter Kraft und entsprechendem Brennbereich der Reflektorvorrichtung, welche aufgrund veränderter mechanischer Eigenschaften insbesondere veränderter mechanischer Eigenschaften des Materials des Reflektors, beispielsweise eines Kunststoffes, entsteht, umzusetzen. Die Materialeigenschaften können beispielsweise durch Temperatureinfluß bzw. durch Alterung des Materials entstehen.
Die Regeleinrichtung kann insbesondere ausgelegt sein, eine Auslenkung der Aktorvorrichtung zu bestimmen. Anhand der Auslenkung der Aktorvorrichtung kann mittels der Regeleinrichtung der Brennbereich bestimmt werden und gegebenenfalls eine von der angelegten Kraft verschiedene Kraft angelegt werden, falls der tatsächliche, anhand der Regeleinrichtung bestimmte Brennbereich, von einem gewünschten Brennbereich abweicht. Insbesondere ist die Regeleinrichtung daher ausgelegt, den Brennbereich nicht anhand der angelegten Kraft einzustellen, sondern vielmehr unabhängig von der Kraft eine vorbestimmte bzw. vorbestimmbare Auslenkung der Aktorvorrichtung zu erwirken und die dazu notwendige Kraft entsprechend zu regeln, um beispielsweise Ermüdungserscheinungen des Materials auszugleichen.
Weiterhin vorzugsweise weist der Reflektor zwei gegenüberliegende Flächen, d.h. eine Innenfläche und eine Außenfläche auf. Beispielsweise kann die Innenfläche der Reflektorfläche entsprechen. Die Außenfläche kann beispielsweise eine Fläche sein, an welcher der Kraftanlegebereich angeordnet ist. Mittels der Aktorvorrichtung ist vorzugsweise eine Kraft an der Außenfläche bzw. der Außenseite des Reflektors anlegbar, wobei die Kraft an dem Kraftanlegebereich der Außenfläche bzw. der Außenseite angelegt wird.
Mittels der Aktorvorrichtung kann eine Kraft an dem Reflektor angelegt werden, wodurch beispielsweise die Außenfläche des Reflektors verformbar ist. Gleichzeitig ist auch die Innenfläche, d.h. die Reflektorfläche des Reflektors verformbar. Es ist nicht notwendig, daß die Außenfläche und die Innenfläche des Reflektors identisch verformbar sind. Vielmehr ist es ausreichend, daß die Innenfläche, d.h. die Reflektorfläche, bei jeder Kraft, welche mittels der Aktorvorrichtung an der Außenfläche angelegt ist, eine Krümmung aufweist, welche einem vorbestimmten Brennpunkt bzw. Brennbereich entspricht. Wird beispielsweise die Kraft kontinuierlich verändert, so ändert sich die Krümmung der Reflektorfläche vorzugsweise derart, daß ebenso der Brennbereich bzw. der Brennpunkt kontinuierlich geändert wird.
In anderen Worten wird durch Anlegen der Kraft die Reflektorfläche des Reflektors ausgelenkt, und zwar in Richtung der angelegten Kraft. Der Reflektor kann beispielsweise in einem Grundzustand, d.h. in einem Zustand ohne angelegte Kraft, eine im wesentlichen flache bzw. plattenförmige Form aufweisen. Beispielsweise kann der Reflektor aus einer dünnen Membran bzw. einer dünnen Schale bestehen. Die Form der Membran wird durch Anlegen der Kraft in Richtung der angelegten Kraft verändert und insbesondere der Kraftanlegebereich in Richtung der Kraft ausgelenkt und die Reflektorfläche gekrümmt.
Im Folgenden wird für den Elastizitätsmodul die herkömmliche Abkürzung E-Modul verwendet, wobei der E-Modul im Sinne dieser Erfindung in N/m² angegeben wird.
Analog entspricht die Poisson-Zahl der herkömmlich verwendeten Poisson-Zahl. Die Poisson-Zahl ist herkömmlicherweise definiert als Verhältnis einer Deformation eines Körpers in Längsrichtung des Körpers zu einer Deformation in Breitenrichtung bzw. des Durchmessers des Körpers, aufgrund einer an dem Körper angelegten Kraft. Wird beispielsweise an einem Ende eines Zylinders eine Kraft angelegt, wird derer Zylinder sowohl entlang der Zylinderachse deformiert als auch der Durchmesser des Zylinders, der Zylinder wird beispielsweise Schmaler und länger. Der Quotient aus den beiden Deformationen entspricht der Poisson-Zahl.
Die Größe B₁ entspricht vorzugsweise einer Ausdehnung des Kraftanlagebereichs in y-Richtung. Da die x-Achse vorzugsweise eine Symmetrieachse des Reflektors darstellt, erstreckt sich der Kraftanlegebereich vorzugsweise von y = – B₁/2 bis y = +B₁/2.
Folglich ist entlang der x-Achse die Wandstärke des Reflektors im wesentlichen konstant. Ebenso gilt für Positionen an dem Reflektor mit gleichem y-Wert, d.h. für Positionen an dem Reflektor auf Geraden, welche parallel zu der x-Achse verlaufen, daß die Schichtdicke entlang dieser Positionen konstant ist. Ferner ist das Koordinatensystem vorzugsweise derart angeordnet, daß der Reflektor symmetrisch bezüglich der x-Achse ist. Entlang der y-Richtung erstreckt sich der Reflektor daher genau soweit in positive y-Richtung wie in negative y-Richtung.
Folglich bilden die x-Achse und eine z-Achse eine Symmetrieebene für die Wandstärke WS(y), d.h. die Wandstärke WS(y) ist symmetrisch bezüglich der Ebene, welche von der x-Achse und der z-Achse aufgespannt sind. Die z-Achse ist hierbei eine Achse, welche sowohl zu der x-Achse als auch zu der y-Achse senkrecht ist und die x-Achse schneidet.
Weiterhin ist der Ursprung des Koordinatensystems an einem Ende des Reflektors angeordnet. Das andere Ende des Reflektors befindet sich bei dem x-Wert, welcher der Länge L₀ des Reflektors entspricht.
Der Parameter R₁ kann beispielsweise dem Kraftankoppelbereich bzw. dem Radius des Kraftankoppelbereichs entsprechen. Die Parameter, P₁ und P₂ können beispielsweise jeweils ein Toleranzbereich der Schichtdickenverteilung h(r) sein, R₀·T₁ kann einen effektiven Radius bzw. Nutzradius des Reflektors darstellen, C₁ die Schichtdicke des Kraftankoppelbereichs und C₂ die Schichtdicke des Reflektors jeweils in einem Bereich, welcher insbesondere nicht zur Reflektion elektromagnetischer Strahlung dient.
Besonders bevorzugt ist der Reflektor im wesentlichen rotationssymmetrisch, besonders bevorzugt mit einem im wesentlichen kreisförmigen Umfang.
Weiterhin vorzugsweise kann der Umfang des Reflektors auch im wesentlichen elliptisch sein. Insbesondere ist es beispielsweise möglich, einen im wesentlichen kreisförmigen Reflektor gemäß den obigen Eigenschaften herzustellen und lediglich einen ellipsenförmigen Ausschnitt zu verwenden, wobei die große Hauptachse der Ellipse gleich dem Radius des Kreises ist. Alternativ ist es auch möglich, einen im wesentlichen kreisförmigen Reflektor mit den obigen Eigenschaften zu berechnen und lediglich einen ellipsenförmigen Reflektor herzustellen, dessen große Hauptachse gleich dem Radius des kreisförmigen Reflektors ist und dessen Wandstärkenverteilung gleich der Wandstärkenverteilung des kreisförmigen Reflektors ist. Eine Wandstärkenverteilung entspricht beispielsweise der Wandstärke als Funktion des Abstands von einem zentralen Punkt, d.h. der Wandstärke als Funktion des Radius.
Vorzugsweise weist der Reflektor einen im wesentlichen rechteckigen Umfang auf, wobei insbesondere Ecken eines rechteckigen Reflektors abgerundet sein können. Beispielswiese entspricht in einem Grundzustand, d.h. falls keine Kraft an dem Kraftanlegebereich angelegt ist, der Reflektor einem Quader, wobei die Dicke des Quaders gemäß der Wandstärke wie oben beschrieben, gegeben ist.
Besonders bevorzugt weist der Reflektor in einem unausgelenkten Zustand eine im wesentlichen plane Reflektorfläche oder eine konkave Reflektorfläche oder eine konvexe Reflektorfläche auf. Folglich entspricht der Reflektor in einem unausgelenkten Zustand vorzugsweise im wesentlichen einem planen Spiegel, d.h. der Brennpunkt des Reflektors ist im unendlich fernen Punkt. Wird der Reflektor ausgelenkt, entspricht die Reflektorfläche im wesentlichen einer Innenfläche eines Hohlzylinders, welcher entlang einer Zylinderlängsachse aufgeschnitten wurde. Der Hohlzylinder braucht keinen achsensymmetrischen Querschnitt aufzuweisen. Vielmehr kann der Zylinder auch einen parabolförmigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann der Reflektor in einem unausgelenkten Zustand auch eine konkave oder eine konvexe Reflektorfläche aufweisen, d.h. der Reflektor kann in einem unausgelenkten Zustand auch eine Schale sein.
Vorzugsweise ist die konstante Wandstärke C₁ zwischen etwa 0,5 mm und etwa 3 mm. Besonders bevorzugt etwa 1 mm.
Weiterhin bevorzugt ist die Wandstärke C₂ zwischen etwa 0,1 mm und etwa 0,3 mm, besonders bevorzugt etwa 0,15 mm.
Weiterhin vorzugsweise beträgt die Ausdehnung 2R₁ eines Bereichs des Reflektors in Radialrichtung ausgehend vom Ausgangspunkt Z zwischen etwa 0,5 mm und etwa 2,5 mm, besonders bevorzugt etwa 1 mm.
Besonders bevorzugt beträgt die Ausdehnung 2R₁ des Bereichs des Reflektors in Radialrichtung ausgehend vom Ausgangspunkt Z zwischen etwa 2,5% und etwa 12,5%, besonders bevorzugt etwa 5% der Ausdehnung 2R₀ des Reflektors in Radialrichtung ausgehend von dem Ausgangspunkt Z.
Der genannten Bereich kann beispielsweise ein Kraftanlegebereich zum Anlegen der Kraft sein. Der Kraftanlegebereich kann aber auch lediglich ein Teilbereich des vorgenannten Bereichs sein.
Weiterhin vorzugsweise ist R₀ zwischen etwa 5 mm und etwa 15 mm.
Weiterhin vorzugsweise ist T₁·R₀ zwischen etwa 5 mm und etwa 10 mm, besonders bevorzugt etwa 7 mm. Insbesondere beträgt T₁·R₀ zwischen etwa 0,5 R₀ und etwa 0,9 R₀, insbesondere etwa 0,7 R₀.
Weiterhin vorzugsweise beträgt P₁ zwischen etwa 0,7 und etwa 1,0 bevorzugt etwa 0,8 und P₂ zwischen etwa 0,9 und etwa 1,3, besonders bevorzugt etwa 1,0.
Die obigen Wertebereiche sind beispielhafte Wertebereiche, die beispielsweise von den verwendeten Materialien bzw. der verwendeten Geometrie beispielsweise des Reflektors abhängen. Bei Verwendung anderer vorbestimmter Materialien können sich auch andere Werte für C₁, C₂, R₁, T₁·R₀, P₁ und P₂ ergeben.
Besonders bevorzugt ist die Aktorvorrichtung ausgelegt, eine Kraft im wesentlichen gleichmäßig verteilt über den Kraftanlegebereich zu übertragen.
Beispielsweise ist die Aktorvorrichtung im wesentlichen stoffschlüssig mit dem Kraftanlegebereich verbunden. Wird mittels der Aktorvorrichtung eine Kraft an den Kraftanlegebereich angelegt, ist der Druck auf den Kraftanlegebereich überall im wesentlichen gleich groß.
Besonders bevorzugt ist die Aktorvorrichtung im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Insbesondere ist die Aktorvorrichtung ein Zylinder aus einem homogenen Material, beispielsweise aus Metall.
Weiterhin vorzugsweise umfaßt die Reflektorvorrichtung ferner eine Einspannvorrichtung zum Einspannen des Reflektors.
Beispielsweise kann der Reflektor ein dünner kreisförmiger membranartiger bzw. ein schalenartiger Körper sein. Der Reflektor wird beispielsweise mittels eines außen umliegenden Ringes bzw. eines Einspannrings als bevorzugter Einspannvorrichtung in der Reflektorvorrichtung gehalten. Bei einer Reflektormembran bzw. Membran als bevorzugter Reflektor kann mittels des Einspannrings beispielsweise eine radiale Kraft auf die Reflektormembran ausgeübt werden. Bei einer Reflektorschale bzw. einer Schale als bevorzugter Reflektor kann der Spannring beispielsweise im wesentlichen zum Halten der Schale dienen, wobei es nicht notwendig ist, eine Kraft, insbesondere ein Spannkraft, auf die Schale auszuüben, d.h. die Schale zu spannen.
Ein membranartiger Körper bzw. eine Membrane ist gespannt bzw. muß gespannt werden und weist vorzugsweise keine Biegemomente auf. Bei Verwendung eines schalenartigen Körpers bzw. einer Schale als Reflektor ist es nicht immer notwendig, die Schale einzuspannen, da die Schale vorzugsweise aus einem zumindest teilweise steifen Material besteht, welches durch Anlegen einer Kraft jedoch verformbar ist.
Insbesondere sind ein derartiger Ring und der Reflektor an Punkten verbunden, die radial von dem Ausgangspunkt Z mit einem Abstand größer als T₁·R₀ angeordnet sind. Da das Material des Reflektors vorzugsweise ein dehnbares bzw. verformbares Material ist, ist es möglich, daß der Reflektor, wenn er mittels des Einspannrings lediglich gehalten wird, beispielsweise aufgrund der Gravitation verformt wird, d.h. die Reflektorfläche ist in diesem Fall keine plane Fläche.
Die Einspannvorrichtung ist vorzugsweise ausgelegt, eine Kraft in Radialrichtung an dem Reflektor anzulegen.
Folglich wird mittels der die durch die Einspannvorrichtung angelegten Kraft beispielsweise eine Deformation aufgrund der Gravitationskraft ausgeglichen. Der Reflektor ist in einem nicht ausgelenkten Zustand folglich im wesentlichen plan. Ferner können durch Anlegen einer Radialkraft mittels der Einspannvorrichtung auch herstellungsbedingte Abweichungen von einer planen Reflektorfläche vorteilhafterweise ausgeglichen werden. Daher ist vorzugsweise anhand der Einspannvorrichtung eine Kraft derart an dem Reflektor anlegbar, daß der Reflektor in einem unausgelenkten Zustand eine im wesentlichen plane Reflektorfläche aufweist.
Bei der Einspannvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen O-ringartigen oder sprengringartigen Körper handeln.
Ein Verfahren zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung, welches nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, umfaßt folgende Schritte bereitzustellen:

– Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Reflektorvorrichtung;
– Bereitstellen einer Aktorvorrichtung zum Anlegen einer Kraft an einem einzigen Kraftanlegebereich;
– Anlegen der Kraft derart, daß die Reflektorfläche eine vorbestimmte Krümmung aufweist, wobei der vorbestimmten Krümmung ein Brennbereich entspricht, an welchem die elektromagnetische Strahlung fokussiert wird.

Die Krümmung der Reflektorfläche kann im Sinne dieser Erfindung beispielsweise das Inverse des Radius der Oberfläche der Reflektorfläche sein.
Die vorbestimmte Krümmung der Reflektorfläche wird, neben der angelegten Kraft, insbesondere durch eine Variation der Schichtdicke des Reflektors eingestellt. In anderen Worten kann durch eine bestimmte Wahl der Schichtdicke des Reflektors, durch Anlegen der Kraft reflektierte elektromagnetische Strahlung an einem vorbestimmten Brennbereich fokussiert werden. Durch Verändern der Kraft kann die Krümmung der Reflektorfläche verändert werden, wobei eine Änderung der Krümmung auch von der Wandstärke des Reflektors abhängig ist. Beispielsweise können durch Anlegen der gleichen Kraft an zwei verschiedene Reflektoren mit gleichem Radius, aber verschiedener Wandstärkenverteilung, verschiedene Brennbereiche erzeugt werden, d.h. eingestrahlte elektromagnetische Strahlung an verschiedenen Brennbereichen gebündelt werden.
Besonders bevorzugt wird durch kontinuierliches Verändern der angelegten Kraft der Brennbereich des Reflektors im wesentlichen kontinuierlich verändert.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand begleitender Zeichnungen bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt
1: eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Reflektorvorrichtung;
2: eine beispielhafte simulierte Intensitätsverteilung reflektierter elektromagnetischer Strahlung;
3: einen simulierten Teilbereich eines bevorzugten Reflektors;
4: einen simulierten Teilbereich eines weiteren bevorzugten Reflektors;
5: ein Flußdiagramm;
6: ein Diagramm einer simulierten Auslenkung einer bevorzugten Reflektorfläche;
7: ein Diagramm einer beispielhaften, simulierten Brennweitenverteilung;
8: eine Wandstärke eines beispielhaften Reflektors;
9: eine Abbildung eines beispielhaften Prägewerkzeugs;
10: ein schematisches Temperatur-Kraft-Diagramm;
11: eine Abbildung eines beispielhaften Reflektors;
12: eine gemessene Oberflächenform eines beispielhaften Reflektors;
13: eine gemessene Oberflächenform eines beispielhaften Reflektors;
14: gemessene Brennweiten eines beispielhaften Reflektors
15: eine schematische Darstellung eines beispielhaften Aktorankoppelstiftes.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Reflektorvorrichtung 10. Die Reflektorvorrichtung 10 umfaßt einen Reflektor 12 und eine Aktorvorrichtung 14. Die Aktorvorrichtung 14 umfaßt vorzugsweise einen Elektromagnet 16 und einen Aktorankoppelstift 18. Der Aktorankoppelstift 18 wird zumindest teilweise von dem Elektromagnet 16 umfaßt und ist ferner mit einer Rückseite 20 des Reflektors 12 verbunden. Wird der Aktorankoppelstift 18 von dem Elektromagnet 16, insbesondere von einer Spule des Elektromagnets 16 umfaßt, kann der Aktorankoppelstift 18 auch als Aktoranker bzw. Zuganker bezeichnet werden. Ferner sind der Aktoranker bzw. Aktorankoppelstift 18 und die Spule des Elektromagnets 16 berührungsfrei gelagert bzw. miteinander verbunden. Der Reflektor 12 ist mittels eines Einspannrings 22 fest mit der Reflektorvorrichtung 10 bzw. der Aktorvorrichtung 14 verbunden. Wird nun eine Kraft an dem Aktorankoppelstift 18 mittels des Elektromagneten 16 angelegt, so wird diese Kraft auf die Rückseite bzw. Außenfläche 20 des Reflektors 12 übertragen. In der in 1 gezeigten Ansicht weist die angelegte Kraft im wesentlichen eine Vertikalrichtung auf. Mittels der angelegten Kraft kann der Reflektor 12 daher in Vertikalrichtung nach oben oder unten ausgelenkt werden. Eine Krümmung einer Innenseite bzw. Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 kann folglich durch Anlegen bzw. Verändern der angelegten Kraft mittels des Aktorankoppelstiftes 18 verändert werden.
In der in der 1 gezeigten Ansicht wird beispielsweise elektromagnetische Strahlung, insbesondere Laserlicht 26 von einer Laserlichtquelle 28 auf die Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 gestrahlt. Das Laserlicht 26 durchläuft, ausgehend von der Laserlichtquelle 28, einen Kollimator 30. Das kollimierte Laserlicht 26 wird von der Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 reflektiert und in einem Brennpunkt 32 fokussiert. Der Brennpunkt 32 kann auch ein Brennbereich sein. Dies ist insbesondere der Fall, falls das eingestrahlte Laserlicht 26 nicht vollständig parallel ist.
Der Aktorankoppelstift 18 besteht vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material. Der Aktorankoppelstift 18 kann aber beispielsweise auch aus einem Kunststoff bestehen, in welchen ferromagnetische Partikel eingebettet sind. Insbesondere ist es daher möglich, den Aktorankoppelstift 18 und den Reflektor 12 einstückig herzustellen, wobei in den Aktorankoppelstift 18 während der Herstellung oder danach ferromagnetische Partikel eingebettet werden.
Wird der Krümmungsradius der Reflektorfläche 24 verändert, ändert sich auch die Position des Brennpunkts 32 bzw. die Brennweite f der Reflektorfläche 24 bzw. des Reflektors 12, wobei der Krümmungsradius nicht über die gesamte Reflektorfläche 24 konstant sein muß, sondern vielmehr der Krümmungsradius eine Funktion einer Position an der Reflektorfläche 24 sein kann. In anderen Worten kann an verschiedenen Positionen der Reflektorfläche 24 die Reflektorfläche 24 jeweils verschiedene Krümmungsradien aufweisen.
2 zeigt eine simulierte Intensitätsverteilung des Laserlichts 26 an dem Brennpunkt 32 bei verschiedenen Brennweiten f. Die linke Abbildung zeigt die Intensitätsverteilung bei einer Brennweite f gleich 200 mm und bei einem Einstrahlwinkel von 5°. In anderen Worten wird das Laserlicht 26 unter einem Winkel zu der Normalen der Tangente in dem Scheitelpunkt der Reflektorfläche 24 von 5° eingestrahlt, wobei der Durchmesser des Strahls des Laserlichts 26, welches auf die Reflektorfläche 24 auftritt etwa 14 mm beträgt. Bei einer Brennweite f gleich 200 mm (linke Abbildung) beträgt der Strahldurchmesser an dem Brennpunkt 32 etwa 16 μm. Bei einer Brennweite f von 6 m (rechte Abbildung) beträgt der Strahldurchmesser an dem Brennpunkt 32 etwa 450 μm. Das Laserlicht 26 hat hierbei vorzugsweise eine Wellenlänge von etwa 670 nm.
Wie ferner in 1 gezeigt ist, ist die Reflektorfläche 24 bzw. die Außenfläche 20 des Reflektors 12, anhand des auslenkbaren Aktorankoppelstifts 18 verformbar. Der Aktorankoppelstift 18 wird hierbei mittels des Elektromagneten 16 ausgelenkt.
Die Auslenkung des Aktorankoppelstifts 18 kann aber auch auf andere Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Aktorankoppelstift 18 piezoelektrisch auslenkbar sein. Ist der Aktorankoppelstift 18 piezoelektrisch auslenkbar, kann er auch aus einem anderen Material bestehen. Insbesondere kann der Aktorankoppelstift 18 aus einem nichtmetallischen Material bestehen. Beispielsweise kann der Aktorankoppelstift 18 auch ein integraler Bestandteil der Außenfläche 20 des Reflektors 12 sein.
Alternativ kann die Verformung des Reflektors 12 auch mittels elektrostatischer Kräfte erfolgen. Anstelle des Aktorankoppelstifts 18, welcher an der Außenfläche 20 insbesondere an einem Ankoppelbereich 34 der Außenfläche 20 angekoppelt ist, kann eine elektrostatische Kraft direkt an dem Ankoppelbereich 34 angelegt werden. Beispielsweise ist es aber auch möglich, daß ein Aktorankoppelstift 18 vorhanden ist und die elektrostatische Kraft an einem Ende des Aktorankoppelstifts 18, welches dem an dem Ankoppelbereich 34 angekoppelten Ende gegenüberliegt, angelegt werden. Beispielsweise befindet sich anstelle des Elektromagneten 16 ein Generator zum Erzeugen elektrischer Felder, aufgrund deren eine elektrostatische Kraft auf den Aktorankoppelstift 18 wirkt und der Reflektor 12 bzw. insbesondere die Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 deformiert wird.
Weiterhin ist es nicht notwendig, daß der Reflektor aus genau einem Material besteht bzw. einstückig hergestellt ist. Vielmehr kann der Reflektor 12 aus einem Grundkörper bestehen und die Reflektorfläche 24 aus einem von dem Grundkörper verschiedenen Material hergestellt sein. Der Grundkörper ist vorzugsweise aus einem verformbaren Material hergestellt, wobei beispielsweise Langlebigkeit gegebenenfalls bei häufiger Deformation eine bevorzugte Materialeigenschaft ist, wohingegen die Reflektivität der elektromagnetischen Strahlung 26 eine untergeordnete Rolle spielt. Bei der Wahl des Materials für die Reflektorfläche 24 hingegen ist ein hoher Reflektionskoeffizient für elektromagnetische Strahlung, wie beispielhaft das Laserlicht 26, eine bevorzugte Materialkonstante. Ferner können die Materialien so gewählt werden, daß eine möglichst gute Haftung der Reflektorfläche 24 an dem Grundkörper des Reflektors 12 gegeben ist.
Insbesondere eignen sich für den Grundkörper des Reflektors 12 beispielsweise Kunststoffe mit einem Elastizitätsmodul kleiner als etwa 4 GPa, welche sich insbesondere für einen Spritzguß- und Prägeprozess eignen, wodurch ausreichend große und somit fertigbare Schichtdicken erhalten werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die gewählten Materialien eine geringe Kriechneigung aufweisen, um eine Formtreue des Reflektors 12 langfristig zu gewährleisten. Für eine gute Funktionalität des Reflektors 12 bzw. der Reflektorvorrichtung 10 ist es außerdem notwendig, daß das E-Modul eine geringe Temperaturabhängigkeit und das Material geringe Wasseraufnahme aufweist, um die mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
Werkstoffe, welche die obengenannten Eigenschaften erfüllen, sind beispielsweise die Kunststoffe Cycloolefincopolymere (COC), Polycarbonat (PC) und Acryl-Butadien-Styrol-Terpolymerisat (ABS), deren E-Modul sich im Temperaturbereich von etwa 0° bis etwa 40° um maximal 10% ändert. COC zeichnet sich außerdem durch eine äußerst geringe Aufnahme von Wasser aus, welche etwa zehnmal geringer als bei Polymethylmethacrylat (PMMA) und etwa viermal geringer als bei PC ist. Die Kriechneigung von COC entspricht etwa der von PC. Das E-Modul von COC liegt bei Raumtemperatur bei etwa 3,1 GPa.
Ferner kann der Reflektor 12 auch aus einem Metall hergestellt werden, wobei vorteilhafterweise kein gesondertes Aufbringen der Reflektorfläche 24 notwendig ist. Weiterhin hat Metall den Vorteil, daß im wesentlichen keine bzw. eine lediglich sehr geringe Kriechneigung und im wesentlichen keine Wasseraufnahme vorliegen. Weiterhin ist das E-Modul über einen großen Temperatur und Zeitbereich im wesentlichen konstant.
Falls die Reflektorfläche 24 an dem Grundkörper angebracht wird, sollte das Material der Reflektorfläche 24 ebenfalls eine Reihe von bestimmten Materialparametern aufweisen. Beispielsweise bestehen hochspiegelnde Beschichtungen aus Aluminium und einer oder mehrerer Versiegelungsschichten gegen Korrosion. Bei der Verwendung von Gold beispielsweise ist es nicht notwendig, derartige Versiegelungsschichten anzubringen. Weiterhin sollte die Reflektorfläche 24 möglichst dünn sein, um mechanische Einflüsse bei der Verformung des Reflektors 12 bzw. des Grundkörpers des Reflektors 12 möglichst gering zu halten.
Ferner besitzt Gold in einem Wellenlängenbereich von etwa 670 nm eine hohe Reflektivität von etwa 95% bei einer Schichtdicke von über etwa 90 nm. Bei einer derartigen Schichtdicke liegt nur eine geringe mechanische Beeinflussung der Reflektorfläche 24 bei mechanischer Verformung des Reflektors 12 bzw. des Grundkörpers inklusive der Reflektorfläche 24 vor.
Die Reflektorfläche 24 aus Gold kann beispielsweise durch Aufdampfen oder Aufsputtern von Gold auf den Grundkörper des Reflektors 12 hergestellt werden.
3 zeigt eine Computersimulation eines bevorzugten Reflektors 12 in einer Schnittansicht. In 3 sind die Reflektorfläche 24 und die Außenfläche 20 des Reflektors gezeigt. An der Außenfläche 20 ist an dem Ankoppelbereich 34 der Aktorankoppelstift 18 angekoppelt bzw. damit verbunden. Ferner weist der Reflektor einen Versteifungsring 36 auf. Der Versteifungsring 36 ist im Querschnitt bevorzugt im wesentlichen V-förmig, wobei diese Form aufgrund des verwendeten Werkzeugs, beispielsweise eines Diament-Dreh-Meisels, zur Herstellung des Reflektors beruht.
Der Versteifungsring 36 kann auch einen anderen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann der Querschnitt des Versteifungsringes auch rund oder eckig sein.
Alternativ kann auch auf den Versteifungsring 36 verzichtet werden und der Reflektor direkt in die Reflektorvorrichtung 10 eingespannt werden. Vorteilhafterweise können jedoch unter Zuhilfenahme des Versteifungsrings 36 Spannungen in dem Reflektor 12 reduziert werden, da der Versteifungsring 36 bei größer werdender Zugkraft an dem Ankoppelbereich 34 bzw. an dem Aktorankoppelstift 18 abrollen kann.
Der in 3 gezeigte Reflektor 12 weist vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 10 mm, besonders bevorzugt etwa 13 mm, insbesondere etwa 20 mm auf. Um einen Brennweitenbereich von etwa 10 cm bis etwa 6 m erzeugen zu können, beträgt der Durchmesser des Reflektors 12 bevorzugt zumindest etwa 13 mm. Um über die vollständige Ausdehnung des Reflektors 12 immer eine ausreichende Wandstärke zu gewährleisten und somit die Fertigbarkeit sicherzustellen, hat der Reflektor 12 besonders bevorzugt einen Durchmesser von etwa 20 mm. Für eine Optimierung des Reflektors 12 bei der Berechnung einer Wandstärke des Reflektors 12 und insbesondere bei der Wahl einer Oberflächen-Zielfunktion wird jedoch lediglich ein Bereich mit einem Durchmesser von etwa 14 mm berücksichtigt, wobei der Bereich derart angeordnet ist, daß vorzugsweise das Zentrum dieses Bereichs mit dem Zentrum des vorzugsweise radial symmetrischen Reflektors 12 zusammenfällt.
4 zeigt eine Schnittansicht wie in 3, wobei der Reflektor 12 jedoch eine elliptische Form aufweist. In 4 ist beispielsweise eine lange und eine kurze Hauptachse des elliptischen Reflektors 12 gezeigt, bzw. zeigt 4 einen Ausschnitt des Reflektors 12 entlang der kurzen und der langen Hauptachse. Der Reflektor 12 ist insbesondere ausgelegt, elektromagnetische Strahlung an dem Brennbereich zu fokussieren bzw. zu bündeln, welche unter einem von 0° verschiedenen Einstrahlwinkel α auf die Reflektorfläche trifft. Insbesondere ist dies möglich, wenn der Reflektor 12 eine elliptische Form aufweist. In diesem Fall kann der Reflektor 12 beispielsweise derart hergestellt werden, daß die Wandstärke h(r) für eine rotationssymmetrische Geometrie des Reflektors anhand des obigen Verfahrens bestimmt wird. Hierbei wird die Wandstärke h(r) jeweils für einen kreisförmigen Reflektor 12 mit einem Radius entsprechend der langen Hauptachse der Ellipse und einen kreisförmigen Reflektor 12 mit einem Radius entsprechend der kurzen Hauptachse der Ellipse bestimmt. Der elliptische Reflektor 12 wird anschließend als Kombination der beiden Wandstärken bestimmt. Im Gegensatz zu einem kreissymmetrischen Reflektor 12, welcher ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung 26 zu reflektieren, welche im wesentlichen unter einem kleinen Einstrahlwinkel, d.h. einem Einstrahlwinkel von kleiner als etwa 10°, insbesondere unter einem Einstrahlwinkel von etwa 0°, einfällt, kann mit einem elliptischen Reflektor 12 auch elektromagnetische Strahlung 26 reflektiert werden, welche mit einem von 0° verschiedenen Einstrahlwinkel α auf den Reflektor 12 auftrifft.
5 zeigt ein Flußdiagramm zur Optimierung einer Wandstärke des Reflektors 12. Mittels eines Simulationsprogramms (ANSYS) wird die Verformung des Reflektors simuliert und aufgrund der Ergebnisse der Simulation die Wandstärke des Reflektors 12 lokal angepaßt. Die Optimierung des Reflektors 12 wird automatisch von einem Pre-Prozessorprogramm OptiME durchgeführt, welches selbständig unter Vorgabe verschiedener Parameter arbeitet. Ausgangspunkt für das Programm OptiME ist eine Zielfunktion des Reflektors 12. Die Zielfunktion beschreibt die gewünschte Oberflächenform des ausgelenkten Reflektors und kann aus der Brennweite f des Reflektors 12 und dem Einstrahlwinkel des Laserlichts 26 bestimmt werden. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der Strahldurchmesser des Laserlichts 26 entlang der optischen Achse des Laserlichts 26 unverändert bleibt. Folglich wird ein Divergenz des Laserlichts 26 vernachlässigt. Eine geeignete Zielfunktion der Oberflächenform des Reflektors 12 ist beispielsweise ein Paraboloid. Eine beispielhafte Oberflächenfunktion O in Abhängigkeit von der Brennweite f und dem Einstrahlwinkel α ist:

α: der Einstrahlwinkel des Laserlichts 26 ist.

Die Koordinaten x und y stehen senkrecht zu einer optischen Achse des Laserlichts 26. Wird beispielsweise ein maximaler Fokusdurchmesser von 400 μm angenommen, kann der minimale Spiegeldurchmesser ermittelt werden. Wird in idealer Weise davon ausgegangen, daß die Intensität des Laserlichts 26 einer Gaußverteilung folgt, kann der Strahlradius ω des Gaußschen Strahls des Laserlichts 26 entlang der Ausbreitungsrichtung k folgendermaßen beschrieben werden,
wobei k den Abstand auf der optischen Achse zwischen einer Strahltaille und einer betrachteten Wellenfront λ die Wellenlänge des Laserlichts 26, ω₀ ein Radius der Strahltaille und ω einen Strahlradius an der Stelle k darstellt. Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß der Strahl des Laserlichts 26 sich bei großem k ungefähr linear aufweitet. Bei einer maximalen Brennweite f von 6 m (d.h. z = 6 m), einem Strahlradius im Brennpunkt 32 von ω₀ = 200 μm und einer Wellenlänge von λ = 670 nm ergibt sich ein minimaler Durchmesser des Reflektors 12 von etwa 13 mm, wobei Abweichungen von der Zielfunktion, z.B. verursacht durch Fertigungstoleranzen, unweigerlich zu größeren Durchmessern des Laserlichts 26 am Brennpunkt 32 führen. Folglich ist gegebenenfalls auch ein größerer Durchmesser des Reflektors 12 notwendig. In jedem Fall stimmt die Abschätzung des Durchmessers des Reflektors 12 in etwa mit der optischen Simulation (siehe 2) überein.
Weitere Eingabeparameter für OptiME sind Parameter der Geometrie des Reflektors 12, der E-Modul des verwendeten Materials zur Herstellung des Reflektors 12 und beispielsweise eine konstante Initialverteilung der Wandstärke. Anhand des Programms ANSYS wird, ausgehend von den obengenannten Parametern, unter Zugrundelegen eines Netzes von Stützstellen, an welchen gerechnet wird, die Verformung des Reflektors 12 simuliert. Die Simulationsergebnisse werden mit Sollwerten verglichen und anschließend an jedem Netzknoten die Wandstärke entsprechend angepaßt. Dieser Vorgang wird iterativ solange automatisch wiederholt, bis zuvor festgelegte Abbruchkriterien erfüllt sind und folglich der Reflektor 12 entworfen ist. Es kann daher eine Zielfunktion des Reflektors 12, beispielsweise anhand einer funktionalen Verteilung oder einer dreidimensionalen Punkteverteilung, entworfen werden. Anhand der sukzessiven Optimierung wird die Wandstärke des Reflektors 12 solange angepaßt, bis die Verformung bei Anlegen einer äußeren Kraft, beispielsweise mittels des Aktorankoppelstifts 18, einer gewünschten Verformung entspricht. Hier sind Einschränkungen wie beispielsweise das Beibehalten einer vorgegebenen Biegelinie und Stetigkeit zu berücksichtigen. Weiterhin können aus Fertigungsgesichtspunkten in OptiME minimale Wandstärken, welche nicht unterschritten werden dürfen, berücksichtigt werden. Eine beispielhafte Regelgröße für die Optimierung ist die Auslenkung des Reflektors 12 bzw. des Scheitelpunkts des Reflektors 12. Es ist weiterhin möglich, eine Steigung an jedem Punkt anzupassen.
Der Reflektor 12 kann, wie oben ausgeführt, ausgehend von verschiedenen Durchmessern simuliert werden. Analog können auch verschiedene Zielfunktionen für die Oberflächenform bzw. für die Form der Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 gewählt werden. Insbesondere ist hierbei der Einstrahlwinkel des Laserlichts 26 zu berücksichtigen. Für einen Einstrahlwinkel von α = 0° ist die Zielfunktion ein Rotationsparaboloid, für schrägen Einstrahl ein elliptischer Paraboloid.
6 zeigt Simulationsergebnisse der Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 für eine elliptische Geometrie des Reflektors 12 in Schnittansicht, welche für einen Einstrahlwinkel von α = 0° des Laserlichts 26 optimiert wurde. Die in 6 dargestellten Punkte entsprechen den Stützstellen, für welche die Auslenkung bzw. die Oberflächenform der Reflektorfläche 24 simuliert wurde. Die Linien stellen eine Interpolation zwischen diesen Punkten dar.
Die optimierten Wandstärken variieren über den Reflektor 12 zwischen 120 μm bis etwa 500 μm. Ferner ist in 6 die Reflektorfläche 24 nach Anlegen verschiedener Kräfte, bei verschiedener Auslenkung dargestellt.
Die Linien, welche die einzelnen simulierten Stützpunkte verbinden, sind parabolische Anpassungskurve (z = ax² + b), wobei lediglich eine Fläche der Reflektorfläche 24 mit einem Durchmesser von 14 mm genutzt werden soll. Dies wird dargestellt durch einen weiß hinterlegten Bereich in 6. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch außerhalb des genutzten Bereichs, d.h. in einem in 6 grau hinterlegten Bereich, die simulierten Werte gut mit den parabolischen Anpssungskurve übereinstimmen.
7 zeigt die Brennweite des Reflektors 12 entsprechend den in 6 dargestellten Auslenkungen bzw. Formen der Reflektorfläche 24 als Funktion der an der Außenfläche 20 angelegten Kraft.
Die resultierenden Brennweiten f decken den gesamten Bereich von 10 cm bis 6 m ab. Aus den 6 und 7 ist offensichtlich, daß es möglich ist, durch eine erfindungsgemäße Anpassung der Schichtdicken eine parabolische Verformung des Reflektors 12 bei im wesentlichen jeder an dem Reflektor 12 angelegten Kraft zu erreichen. In anderen Worten wird aufgrund der erfindungsgemäßen Wandstärke des Reflektors 12 eine im wesentlichen kontinuierliche Brennweite f als Funktion der an dem Reflektor 12 angelegten Kraft ermöglicht.
Insbesondere hat sich gezeigt, daß die Wandstärke als Funktion der radialen Ausdehnung des Reflektors 12, ausgehend von einem zentralen Punkt des Reflektors 12, beispielsweise dem Symmetriezentrum des Reflektors 12, innerhalb vorgeschriebener Schranken liegen muß, um die obengenannte kontinuierliche Brennpunktverteilung als Funktion einer angelegten Kraft zu erfüllen.
Ausgehend von einer allgemein gültigen Differentialgleichung aus der Schalentheorie, unter Berücksichtigung einer nicht konstanten Wandstärke h(r) gilt:
wobei

h(r):: Schichtdickenverteilung E : E – Modul
w:: Zielfunktion (Auslenkung) v : Poisson – Zahl
q:: Flächenlast

Wird die Differentialgleichung unter der Annahme einer quadratischen Zielfunktion (g = ar² + b) mit konstanter Flächenlast gelöst, so gilt:
und
Für diese Näherung muß die Wandstärke am Rand des Reflektors 12 gleich 0 gesetzt werden, um die Integrationskonstante c₁ zu bestimmen:
Wenn die Kraft bzw. der Druck nur in der Mitte des Reflektors 12 angelegt wird, läßt sich die Lösung der Differentialgleichung nicht mehr einfach darstellen, wie oben gezeigt. Eine Lösung kann aber gefunden werden. Beispielsweise kann hier die Zielfunktion abschnittsweise definiert werden, wobei jedoch die Differentialgleichungen mit Zielfunktionen höherer Ordnung nicht mehr geschlossen gelöst werden können.
Die Differentialgleichung (3) kann beispielsweise für einen radial-symmetrischen Reflektor 12 gelöst werden. Um das einfallende Laserlicht in Reflexion zu fokussieren, ist die gewünschte Zielfunktion, bei Auslenkung des Spiegels, eine Parabel, die sich mit einem minimalen Fokusabstand bzw. Brennweite f folgendermaßen berechnet:
Die Flächenlast ist nicht konstant über den Reflektor 12 angelegt, sondern es wird lediglich in einem kleinen Bereich im Mittelpunkt des Reflektors Kraft eingeleitet, dem Ankoppelbereich 34. Dies wird mittels einer Stufenfunktion U_s moduliert, wobei gilt:
und
wobei r₁ der Radius des Aktorankoppelstiftes ist.
Die Differentialgleichung (3) läßt sich daher folgendermaßen schreiben:
Um die Differentialgleichung (9) vollständig lösen zu können, wird als Randbedingung die Wandstärke am Rand des Spiegels (r = R₀) gleich 0 gesetzt.
Dadurch kann die Integrationskonstante bestimmt werden. Für die Wandstärke h(r) gilt:
mit Q1 = r2 (11) Q2 = US[r – R1]·(R1 2 – r2) (12)
und K1 = (R0·T1)2(14) K2 = US[R0·T1 – R1]·(R1 2 –(R0·T1)2) (15)
wobei für die Variablen folgendermaßen bestimmt sind: minimale Brennweite;

q:: Druck (Kraft pro Fläche am Ankoppelstift);
U_S[y]:: Sprungfunktion, gleich 0 für y < 0 und 1 für y ≥ 0;
R₀:: Radius des Spiegels;
E:: E-Modul;
v:: Poisson-Zahl; Variable (steht für Radius);
ln():: natürlicher Logarithmus;
R₁:: Radius des Aktorankoppelstift, beispielsweise 0,0005 m;
T₁:: einheitsloser Parameter, welcher einen effektiven Radius T₁·R₀ bestimmt.

Beispielhaft ist in 8 die Wandstärke 38 des Reflektors 12 als Funktion der radialen Ausdehnung des Reflektors 12 ausgehend von einem Zentrum des Reflektors 12 dargestellt. Ferner ist in 8 die Wandstärke h(r) 40 als obere Grenze der Wandstärke 38 des Reflektors 12 dargestellt. Weiterhin ist in 8 eine Wandstärke 0,9 h(r) 42 dargestellt. Für die Simulation und die Berechnung der Wandstärken 38, 40 und 42 wurde ein Radius R₀ von 0,01 m, ein E-Modul von 2,28 × 10⁹ Pa, eine Auslenkkraft von 2 N und eine minimale Brennweite f von 0,1 m angenommen. Insbesondere wurde die Wandstärke 38 durch Simulation mit einem Radius R₀ von 0,01 m erstellt. Für die analytisch gefundene Wandstärke 40, 42 wurde ein R₀·T₁ = 0,009 m verwendet. Wie aus 8 hervorgeht, liegt die simulierte Wandstärke 38 innerhalb der Grenzen der analytischen Wandstärken 40, 42.
Alternativ zu der oben dargestellten analytischen Lösung der Wandstärke 40, 42 des Reflektors 12 ist es auch möglich, eine Differentialgleichung für einen Biegebalken zu verwenden, wobei als Randbedingungen eine feste Einspannung mit Punktlast in der Mitte des Biegebalkens angenommen wird und der Biegebalken eine Länge R und eine Breite b aufweist. Unter solchen Annahmen kann ein Reflektor 12 in Form eines Zylinders genähert werden, wobei folgende Differentialgleichung gilt:
welche durch einmalige Integration gelöst werden kann:
Bei einer solchen Näherung wird jedoch die Poissonzahl nicht berücksichtigt, wodurch Querkontraktionen vernachlässigt werden. Ferner wird der Fall für eine eingespannte Platte angenommen, die am Rand eine Biegung (Ableitung der Zielfunktion) größer 0 aufweist, wodurch die Spannstärke am Rand gleich 0 sein muß.
Ausgehend von der Differentialgleichung des Biegebalkens ist es auch möglich, den Balken zum Rand hin vom Durchmesser zu verbreitern, um daraus einen Kreis zu modellieren. Es gilt folgende Differentialgleichung:
welche durch einmalige Integration gelöst werden kann:
Ebenfalls wird hier nicht die Poissonzahl berücksichtigt, wodurch Querkontraktionen vernachlässigt werden. Wird weiterhin der Fall für eine eingespannte Platte angenommen, die zwar am Rand eine Biegung größer 0 aufweist, muß jedoch auch die Schichtdicke am Rand 0 werden. Weiterhin wird lediglich genau in der Mitte gezogen, wodurch dort die Wandstärke unendlich groß wird.
Die obigen Modelle können verbessert werden, indem die Zielfunktion abschnittsweise definiert wird. Als Zielfunktion kann eine beliebige Funktion gewählt werden. Ist die Zielfunktion beispielsweise eine Parabel f₁(x), wird am Rand nicht die Parabel f₁(x) gewählt, sondern eine Funktion f₂(x), welche an eine natürliche Verformung einer eingespannten Platte angepaßt wird. Beispielsweise kann dies mittels eines Polynoms fünfter Ordnung moduliert werden, wobei an dem Verbindungspunkt r₂ der beiden Funktionen die neue Zielfunktion folgende Kriterien erfüllen muß:

– Stetigkeit: f₁(r₂) = f₂(r₂);
– gleiche Steigung: f'1 (r2) = f'2 (r2);
– gleiche Krümmung: f''1 (r2) = f''2 (r2);
– dritte Ableitung gleich 0: f'''2 (r2) = 0.

Weiterhin sollte die Zielfunktion am Rand R folgende Kriterien erfüllen:

– Auslenkung gemäß Parabel;
– Steigung gleich 0.

Die obige Differentialgleichung (20) kann gelöst werden, wobei die Integrationskonstante über die Nullstelle der zweiten Ableitung der neuen Zielfunktion bestimmt wird:
Folglich werden die Einschränkungen der Schichtdicke am Rand eliminiert und weiterhin verbleibt am Rand eine gewisse Restschichtdicke. Weitere in obiger Näherung genannte Fehler, insbesondere das Vernachlässigen der Querkontraktion, verbleiben jedoch.
Der Reflektor 12 kann anhand verschiedener Prozesse hergestellt werden, wobei es sich insbesondere um herkömmliche Herstellungsprozesse handelt, beispielsweise ein herkömmliches Heißprägeverfahren bzw. ein herkömmliches Spritzgußverfahren, welche auf kleine Abmessungen und geringe Spannungen innerhalb des Reflektors 12 optimiert sind.
9 zeigt ein beispielhaftes Prägewerkzeug aus Messing. Das Prägewerkzeug kann insbesondere aus einem vollmassiven Messingstück mit einer Genauigkeit von etwa 10 nm gefräst werden, wobei als Werkzeuge Fräser bzw. Drehmeisel aus Diamant eingesetzt werden. Bedingt durch den Diamant können jedoch nur Metalle, in denen Kohlenstoff nicht löslich ist, beispielsweise Messing, bearbeitet werden. 9 zeigt weiterhin Bereiche des Prägewerkzeugs, welche beispielsweise dem Ankoppelbereich 34 und dem Versteifungsring 36 des Reflektors 12 entsprechen.
Der Prägeprozess kann in mehrere Prozeßphasen unterteilt werden. 10 zeigt ein schematisches Temperatur-Kraft-Weg-Diagramm. Über den Zeitpunkt zu Beginn des Prägevorgangs wird ein plattenförmiges Kunststoff-Halbzeug zwischen das Prägewerkzeug 44 und eine Prägebodenplatte, beispielsweise einen Siliziumwaver gelegt und in einer Prägemaschine positioniert (nicht gezeigt). Der Aufbau wird zuerst evakuiert und anschließend über die Glasübergangstemperatur eines Polymers geheizt. Im Anschluß daran wird mit einer vorgegebenen Kraft (Prägekraft F_P) das Prägewerkzeug in das Polymer gepreßt. Um Spannungen in dem Polymer zu minimieren, wird zusätzlich nach dem Umformschritt die Temperatur für eine Zeitdauer t_H gehalten und das Prägewerkzeug mit einer geringeren Kraft F_H in das Polymer gepreßt. Diese Kraft wird beim abschließenden Abkühlvorgang beibehalten (Nachkraft F_N), so daß die Schwindung des Polymers kompensiert wird. In der letzten Prozeßphase wird die Vakuumkammer der Heißprägemaschine belüftet. Der geprägte Reflektor 12 kann entnommen und anschließend vom Prägewerkzeug 44 entformt werden. Die Analyse des Temperatur-Kraft-Weg-Diagramms nach einem Prägeprozess erlaubt die Optimierung der Parameter für jede einzelne Prozeßphase. Typischerweise verwendete Prägeprozeßparameter sind in Tabelle 1 dargestellt. Aus Tabelle 1 können die bisher verwendeten Prozeßparameter entnommen werden. Als vorderseitiger Prägestempel, welcher insbesondere die Innenseite 24 des Reflektors 12 prägt, wird beispielsweise ein Siliziumwafer verwendet. Ein Siliziumwafer erlaubt durch seine geringe Rauhigkeit die Herstellung exakter optischer Oberflächen.
11 zeigt die Aufnahme eines geprägten Reflektors 12 mit einem Versteifungsring 36 und einem Ankoppelbereich 34 zum Ankoppeln eines Aktorankoppelstifts 18. Die Innenseite 24 weist nach Messungen mit dem Tast-Profilometer der Firma Tencor einen Verzug der Reflektorfläche von etwa 5 bis 10 μm auf, welche wahrscheinlich durch thermische Spannungen im Spiegelelement hervorgerufen werden.
12 dient der Verifikation der Verformung der Reflektorfläche 24 des Reflektors 12. Insbesondere wird in 12 die Auslenkung der Reflektorfläche 24 als Funktion einer angelegten Kraft gezeigt. Wie aus 12 ersichtlich ist, weist die Reflektorfläche 24 des Reflektors 12 ohne angelegte Kraft eine vorbestimmte Welligkeit auf. Weiterhin ist aus 12 ersichtlich, daß sich, trotz der Welligkeit, die Reflektorfläche 24 bei Auslenkung näherungsweise parabolisch verformt. Ferner zeigt 12 einen Bereich der grau hinterlegt ist. Dieser graue Bereich repräsentiert einen Teilbereich des Reflektors 12, welcher nicht mit Laserlicht 26 bestrahlt wird, jedoch bevorzugt benötigt wird um den Reflektor 12 berechnen bzw. herstellen zu können. In dem in 12 beispielhaft dargestellten Reflektor wird beispielsweise lediglich ein Bereich mit etwa 14 mm Durchmesser um das Zentrum des Reflektors mit Laserlicht 26 bestrahlt, der Reflektor wird aber mit einem Reflektordurchmesser von 20 mm berechnet und hergestellt, um somit in dem zentralen, bestrahlten Bereich eine optimal gewölbte Reflektorfläche 24 zu erhalten.
Dies ist weiterhin beispielsweise in 13 dargestellt, wobei die durchgezogenen Linien die Verformung der Reflektorfläche 24 für verschiedene Auslenkungen, d.h. verschieden große Kräfte, welche an dem Ankoppelbereich 34 angelegt wurden, dargestellt ist. Die Strichlinien stellen die Parabel-Kurven-Fits der jeweiligen tatsächlich gemessenen Verformung dar.
14 zeigt die Brennweite f in Abhängigkeit von einem Strom, welcher an der Aktorvorrichtung 14 angelegt ist, wobei unterschiedliche Ströme unterschiedliche Kräfte darstellen. Je größer der Strom, desto größer die Kraft, welche mittels des Aktorankoppelstifts 18 an dem Ankoppelbereich 34 des Reflektors 12 angelegt wird.
Bei der Aktoreinrichtung 14 kann es sich beispielsweise um einen Solenoidaktor, wie er in 15 dargestellt ist, handeln. Anhand eines Solenoidaktors ist es möglich, eine Kraft in beide Richtungen an den Ankoppelbereich 34 anzulegen, welche unabhängig von einer Eintauchtiefe ist. Tabelle 1 (Material: Ticona Topas 5013 (COC):

Temperatur Kraft [kN] Zeit [min]

Prägetemperatur 170 °C Prägekraft F_P 1,5 Prägezeit t_P 3

Aufheizrate 10 K/min Haltekraft F_H 0,5 Haltezeit t_H 10

Abkühlrate 5 K/min Nachkraft F_N 0,5 Prozesszeit ^tgesamt 70
Bezugszeichen liste

10: Reflektorvorrichtung
12: Reflektor
14: Aktoreinrichtung
16: Elektromagnet
18: Aktorankoppelstift
20: Rückseite, Außenfläche
22: Einspannring
24: Innenseite, Reflektorfläche
26: Laserlicht, elektromagnetische Strahlung
28: Laserlichtquelle
30: Kollimator
32: Brennpunkt, Brennbereich
34: Ankoppelbereich
36: Versteifungsring
38: Wandstärke
40: Wandstärke h(r)
42: Wandstärke 0,9 h(r)
44: Prägewerkzeug
f: Brennweite

Claims

Reflektorvorrichtung (10), welche zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung (26) auf einen Brennbereich ausgelegt ist, wobei – eine Reflektorfläche (24) eines Reflektors (12) ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung (26) zumindest teilweise zu reflektieren, – die Reflektorfläche (24) des Reflektors (12) eine vorbestimmbare Krümmung aufweist, wodurch die reflektierte elektromagnetische Strahlung (26) auf einen der Krümmung entsprechenden Brennbereich (32) fokussierbar ist und – eine Wandstärke WS des Reflektors (12) derart ausgebildet ist, daß der Brennbereich (32) des Reflektors (12) durch Anlegen einer Kraft mittels einer Aktorvorrichtung (14) an einem einzigen vorbestimmten Kraftanlegebereich (34) kontinuierlich variierbar ist, wobei der Reflektor (12) achsensymmetrisch bezüglich einer x-Achse ist und für alle Punkte auf der x-Achse für die Wandstärke WS(y) des Reflektors (12) in Richtung einer y-Achse gilt: WS(y) = C1 für 0 < = y < = B1/2; P1·h(y) < = WS(y) < = P2·h(y) für B1/2 < y < T1·B0/2; WS(y) = C2 für y > = T1·B0/2; wobei B₀ eine maximale Breite des Reflektors in y-Richtung ist, B₁ eine Breite eines Bereichs des Reflektors in y-Richtung ist, P₁, P₂ einheitslose Parameter sind, T₁ ein einheitsloser Parameter ist, C₁ und C₂ konstante Wandstärken sind, die x-Achse und die y-Achse ein kartesisches Koordinatensystem bilden und der Ursprung des kartesischen Koordinatensystems auf der x-Achse an einem Ende des Reflektors in x-Richtung liegt und ferner die Beziehungen gelten:
und Q eine angelegte Kraft ist, w''(y) die zweite Ableitung einer Darstellung w(y) der Reflektorfläche als Funktion der Position in y-Richtung ist,
L₀ eine Länge des Reflektors in x-Richtung ist, und E ein Elastizitätsmodul des Materials des Reflektors ist.
Reflektorvorrichtung (10), welche zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung (26) auf einen Brennbereich ausgelegt ist, wobei – eine Reflektorfläche (24) eines Reflektors (12) ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung (26) zumindest teilweise zu reflektieren, – die Reflektorfläche (24) des Reflektors (12) eine vorbestimmbare Krümmung aufweist, wodurch die reflektierte elektromagnetische Strahlung (26) auf einen der Krümmung entsprechenden Brennbereich (32) fokussierbar ist und – eine Wandstärke WS des Reflektors (12) derart ausgebildet ist, daß der Brennbereich (32) des Reflektors (12) durch Anlegen einer Kraft mittels einer Aktorvorrichtung (14) an einem einzigen vorbestimmten Kraftanlegebereich (34) kontinuierlich variierbar ist, wobei für die Wandstärke WS(r) des Reflektors (12) als Funktion eines Abstands r in Radialrichtung ausgehend von einem vorbestimmten Ausgangspunkt Z die folgende Beziehung gilt: WS(r) = C1 für < = R1; P1·h(r) < = WS(r) < = P2·h(r) für R1 < r < T1·R0; WS(r) = C2 für r > = T1·R0;wobei R₀ eine maximale Ausdehnung des Reflektors (12) in Radialrichtung ausge hend von dem Ausgangspunkt Z ist, R₁ eine Ausdehnung eines Bereichs des Reflektors (12) in Radialrichtung ausgehend von dem Ausgangspunkt Z ist, P₁, P₂ einheitslose Parameter sind, T₁ ein einheitsloser Parameter ist, C₁, C₂ konstante Wandstärken sind und ferner die Beziehungen gelten:
Q1 = r2 Q2 = US[r – R1]·(R1 2 – r2)
K1 = (R0·T1)2 K2 = US[R0·T1 – R1]·(R12 – (R0 · T1)2)
f eine Brennweite des Reflektors (12) ist, q eine an dem Reflektor (12) angelegte Kraft pro Kontaktfläche der Aktorvorrichtung (18) mit dem Reflektor (12) ist, U_S[y] eine Sprungfunktion ist, deren Ergebnis für y < 0 gleich 0 ist und für y ≥ 0 gleich 1 ist, E ein E-Modul des Materials des Reflektors (12) ist v eine Poisson-Zahl des Materials des Reflektors (12) ist und ln() der natürliche Logarithmus ist.
Reflektorvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Reflektor (12) rotationssymmetrisch ist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Reflektor (12) einen rechteckigen Umfang aufweist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Reflektor (12) einen elliptischen Umfang aufweist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Reflektor (12) einen kreisförmigen Umfang aufweist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei jedem vorbestimmbaren Wert des Brennbereichs (32) genau ein Wert der anlegbaren Kraft entspricht.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in einem unausgelenkten Zustand der Reflektor (12) eine plane Reflektorfläche (24) oder eine konkave Reflektorfläche (24) oder eine konvexe Reflektorfläche (24) aufweist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei C1 zwi schen 0,5 bis 3 mm ist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei C2 zwischen 0,1 mm bis 0,3 mm ist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei T1 zwischen 0,5 bis 0,9 ist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei P1 zwischen 0,7 und 1,0 beträgt.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei P2 zwischen 0,9 und 1,3 beträgt.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Aktoreinrichtung (14, 16, 18) ausgelegt ist eine Kraft gleichmäßig verteilt über den Kraftanlegebereich (34) zu übertragen.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Aktoreinrichtung (14, 16, 18) zylinderförmig ausgebildet ist.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche wobei die Reflektorvorrichtung (10) weiterhin eine Einspannvorrichtung (22) zum Einspannen des Reflektors (12) umfaßt.
Reflektorvorrichtung (10) nach Anspruch 16, wobei die Einspannvorrichtung (22) ausgelegt ist, eine Kraft in Radialrichtung an dem Reflektor (12) anzulegen.
Reflektorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei anhand der Einspannvorrichtung (22) eine Zugkraft derart an dem Reflektor (12) anlegbar ist, daß der Reflektor (12) in einem unausgelenkten Zustand eine plane Reflektorfläche (24) aufweist.