DE102013102736A1 - Vapor pressure controlled adaptive mirror - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiegelvorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren, bei der ein verformbarer Spiegel (1) steuerbar verformbar ist, umfassend: – ein Spiegel (1), wobei der Spiegel (1) ausgebildet ist, im Innenbereich durch einen Dampfdruck verformbar zu sein; – ein erstes Gehäuseteil (10), das mit dem Randbereich des Spiegels (1) verbunden ist; – ein Druckkammerteil (4), das mit dem Randbereich des Spiegels (1) eine dichte Verbindung und mit der Rückseite des Spiegels (1) einen Hohlraum als eine Druckkammer (3) bildet; – ein steuerbares Temperiermittel (5), das mit dem Druckkammerteil (4) verbunden ist, um das Druckkammerteil (4) auf eine bestimmte Temperatur zu bringen; – ein Speichermittel (2), das in der Druckkammer (3) an der Rückseite des Spiegels (1) angeordnet ist und ausgebildet ist, um eine bestimmte Flüssigkeit aufnehmen und als Dampf entsprechend einer Temperatur-Dampfdruck-Kurve der bestimmten Flüssigkeit abgeben zu können; – wobei die Druckkammer (3) und das Druckkammerteil (4) ausgebildet ist, die bestimmte Flüssigkeit aufnehmen zu können und in einem Betriebszustand durch das Temperiermittel (5) einen Dampfdruck zu erzeugen, der auf die Rückseite des Spiegels (1) wirkt und diesen verformt.The present invention relates to a mirror device and an associated method in which a deformable mirror (1) is controllably deformable, comprising: - a mirror (1), the mirror (1) being designed to be deformable in the interior by a vapor pressure; - A first housing part (10) which is connected to the edge region of the mirror (1); - A pressure chamber part (4) which forms a tight connection with the edge region of the mirror (1) and forms a cavity as a pressure chamber (3) with the rear side of the mirror (1); - A controllable temperature control means (5) which is connected to the pressure chamber part (4) in order to bring the pressure chamber part (4) to a certain temperature; - A storage means (2) which is arranged in the pressure chamber (3) on the rear side of the mirror (1) and is designed to receive a certain liquid and to be able to release it as vapor in accordance with a temperature-vapor pressure curve of the certain liquid; - The pressure chamber (3) and the pressure chamber part (4) being designed to be able to absorb the specific liquid and, in an operating state, to generate a vapor pressure by the temperature control means (5), which acts on the back of the mirror (1) and deforms it .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren dazu, mit der ein Spiegel über einen Dampfdruck von einer Rückseite des Spiegels her beaufschlagt und dadurch verformt wird, wodurch eine bestimmte Wölbung des Spiegels erzeugt wird. Der Dampfdruck wird dabei durch eine bestimmte Flüssigkeit und ein Temperiermittel und über ein HeatPipe-Prinzip erzeugt und verteilt.The present invention relates to an apparatus and a method for applying a mirror via a vapor pressure from a back side of the mirror and thereby deformed, whereby a certain curvature of the mirror is generated. The vapor pressure is generated and distributed by a specific liquid and a temperature control and a HeatPipe principle.

Stand der TechnikState of the art

Lasersysteme mit Resonatoren für eine hohe Ausgangsleistung weisen mindestens einen Spiegel auf, an die entsprechend hohe Anforderungen hinsichtlich Reflexionsgrad, Oberflächenform bzw. Konkavität und Wärmeableitung gestellt sind.Laser systems with resonators for a high output power have at least one mirror, to which correspondingly high demands are made in terms of reflectance, surface shape or concavity and heat dissipation.

Die Leistung mit der die Spiegel eines Hochleistungslasers beaufschlagt werden, liegt in einem Bereich von 50k W/cm2 außerhalb einer Kavität und 10 MW/cm2 innerhalb der Kavität. Auch an eine Streuung werden hohe Anforderungen gestellt. In einer Laser Kavität ist die umlaufende Leistung um ein vielfaches größer als die abgegebene Leistung. Bei 2% Auskopplung bedeuten bereits 0,5% Streuung auf dem Spiegel, oder auch Umlenkspiegel genannt, eine Leistungseinbuße des ausgehenden Laserstrahls von 50%. Dabei muss die Lichtleistung, die durch die Streuung verloren geht, als anfallende Wärmeleistung abgeführt werden.The power applied to the mirrors of a high power laser is in a range of 50k W / cm 2 outside a cavity and 10 MW / cm 2 inside the cavity. Also on a scattering high demands are made. In a laser cavity, the circulating power is many times greater than the power output. At 2% decoupling already 0.5% scattering on the mirror, or also called deflecting mirror, means a power loss of the outgoing laser beam of 50%. The light output, which is lost by the scattering, must be dissipated as heat output.

Um den Laserstrahl in einem Resonator entsprechend zu reflektieren, ist es erforderlich, dass der Spiegel darin exakt ausgerichtet ist und zudem die Oberfläche eine entsprechend plane oder leicht gewölbte Konkavität besitzt, um den Laserstrahl exakt abgestimmt mit einem bestimmten Fokus oder einer Fokuslinie im Resonator zu reflektieren. Als Spiegel werden üblicherweise hochreflektierende Spiegel mit einer kreisrunden oder ovalen bzw. elliptischen Form verwendet. Entweder werden dabei starre Spiegel mit einer gewölbten Oberfläche verwendet oder die Spiegel werden mit einer planen oder leicht gewölbten Oberfläche hergestellt und danach mit einem Unter- oder Überdruck auf der Rückseite des Spiegels beaufschlagt, wodurch sich die Spiegeloberfläche druckgesteuert verändern bzw. wölben läßt. Für langwellige IR Laser werden meist Spiegel aus Metall wie beispielsweise aus Kupfer verwendet, über die Wärme gut abgeführt werden kann. Für eine Anwendung bei Lasern im sichtbaren oder UV Lichtbereich werden Spiegel beispielsweise aus dielektrisch beschichtetem Glas eingesetzt, die einen Reflexionsgrad von bis zu 99,995% und höher aufweisen. Jedoch leiten Glas-Spiegel Wärme wesentlich schlechter ab als Metall-Spiegel, wie beispielsweise Kupfer-Spiegel. Die Wärmeableitung ist ein wichtiger Parameter, um eine hohe Leistungsdichte mit einem Laser erzielen zu können.In order to reflect the laser beam in a resonator accordingly, it is necessary that the mirror is accurately aligned therein and also the surface has a correspondingly flat or slightly curved concavity to reflect the laser beam exactly tuned with a particular focus or focus line in the resonator , As a mirror usually highly reflective mirrors are used with a circular or oval or elliptical shape. Either rigid mirrors are used with a curved surface or the mirrors are made with a flat or slightly curved surface and then subjected to a negative or positive pressure on the back of the mirror, which can change the mirror surface pressure controlled or bulge. For long-wave IR lasers, mirrors of metal, such as copper, are mostly used, through which heat can be dissipated. For use with lasers in the visible or UV light range, mirrors are used, for example, of dielectrically coated glass, which have a reflectance of up to 99.995% and higher. However, glass mirrors dissipate heat much less than metal mirrors, such as copper mirrors. Heat dissipation is an important parameter to achieve a high power density with a laser.

DE10052249A1 offenbart eine Spiegelvorrichtung für einen Laser mit einem deformierbaren und insbesondere einem adaptiven Spiegel gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1, die auf einer Rückseite des Spiegels eine Druckkammer aufweist, durch die der Spiegel entsprechend der Elastizität des Spiegels und dem Druck verformbar ist. Darüber hinaus ist der Spiegel aus zwei Schichten aufgebaut, die dazwischen Kühlwasserkanäle umfassen, um die Wärme besser abführen zu können. Nachteilig ist dabei, dass der Zweischichtenverbund den Spiegel rigider macht und mehr Druck für eine Durchbiegung erfordert. Außerdem bilden sich die Kühlwasserkanäle leicht auf der Oberfläche des Spiegels ab, wodurch eine exakte Reflexion gestört ist. DE10052249A1 discloses a mirror device for a laser with a deformable and in particular an adaptive mirror according to the preamble of claim 1, which has on a back of the mirror a pressure chamber through which the mirror is deformable according to the elasticity of the mirror and the pressure. In addition, the mirror is constructed of two layers, which include cooling water channels in between, in order to dissipate the heat better. The disadvantage here is that the two-layer composite makes the mirror rigid and requires more pressure for a deflection. In addition, the cooling water channels are easily formed on the surface of the mirror, whereby an exact reflection is disturbed.

DE3900467A1 offenbart eine andere Spiegelvorrichtung für einen Laser mit einem deformierbaren und insbesondere einem adaptiven Spiegel gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1, wobei über einen gesamten Innenbereich der Rückseite des Spiegels eine Druckkammer, die als Hohlraum bezeichnet ist, ausgebildet ist, durch die einerseits ein Druck oder Unterdruck auf den Spiegel ausgeübt wird und diesen verformt, und durch die andererseits eine Kühlflüssigkeit geleitet wird, die den Spiegel kühlt. DE3900467A1 discloses another mirror device for a laser with a deformable and in particular an adaptive mirror according to the preamble of claim 1, wherein over an entire inner area of the back of the mirror, a pressure chamber, which is referred to as a cavity, is formed by the one hand, a pressure or negative pressure is exerted on the mirror and this deformed, and by the other hand, a cooling liquid is passed, which cools the mirror.

Eine Durchströmung der Druckkammer auf der Rückseite des Spiegels mit der Kühlflüssigkeit ist dabei jedoch problematisch, die möglichst ohne Druckschwankungen oder Schwingungen erzeugt werden muss, um nicht dadurch unmittelbar Schwankungen der Konkavität der Spiegeloberfläche zu erzeugen. Problematisch ist dabei auch, den Gesamtdruck für die Verformung oder die Wölbung des Spiegels exakt einzustellen und entsprechend schwingungsfrei zu regeln, wobei Wärmeschwankungen, die in die Kühlflüssigkeit eingeleitet werden, zu Ausdehnungsschwankungen und zu Druckschwankungen führen. Andererseits ist auch eine Pumpe ohne beim Pumpen der Kühlflüssigkeit Druckschwingungen zu erzeugen problematisch.A flow through the pressure chamber on the back of the mirror with the cooling liquid is problematic, however, which must be generated as possible without pressure fluctuations or vibrations, so as not to directly produce fluctuations in the concavity of the mirror surface. It is also problematic to set the total pressure for the deformation or the curvature of the mirror exactly and to regulate accordingly vibration-free, with thermal fluctuations that are introduced into the cooling liquid, lead to expansion fluctuations and pressure fluctuations. On the other hand, a pump is problematic without generating pressure oscillations when pumping the cooling liquid.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spiegelvorrichtung mit einem Spiegel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigt werden und der Spiegel hinsichtlich seiner Spiegeloberfläche möglichst gleichmäßig steuerbar verformbar ist und in Betrieb gut gekühlt wird, wobei möglichst geringe Verformungsschwankungen erzeugt werden.The object of the invention is therefore to provide a mirror device with a mirror according to the preamble of claim 1 and a method by which the disadvantages of the prior art are eliminated and the mirror with respect to its mirror surface as uniformly controllable deformable and well cooled in operation is, with the least possible deformation variations are generated.

Die vorstehende Aufgabe sowie weitere, der Beschreibung zu entnehmende Aufgaben werden durch eine Spiegelvorrichtung und durch ein Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. 12 gelöst.The above object as well as other objects to be taken from the description will become by a mirror device and by a method according to the characterizing features of independent claims 1 and 12, respectively.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Durch die erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung mit dem verformbaren Spiegel gemäß Anspruch 1 und dem Verfahren gemäß Anspruch 13 wird ein Innenbereich des Spiegels durch dessen Rückseite durch einen Dampfdruck gemäß dem HeatPipe Prinzip sehr effektiv gekühlt, und zugleich ist dabei der Dampfdruck und die Temperatur gemäß dem HeatPipe Prinzip an der Rückseite des Spiegels gleichmäßig verteilt. Indem die Rückseite des Spiegels bevorzugt mit einem Speichermittel wie beispielsweise mit einem kapillaraktiven Material oder einer chemischen, flüssigkeitsbindenden Substanz beschichtet ist, wird sichergestellt, dass eine einwirkende Temperatur sofort zu einer zusätzlichen Verdampfung führt und dabei eine Kühlung stattfinden kann. Dadurch ist ein alternatives Mittel zur Kühlung und Dampfdruckerzeugung am Spiegel zu einer Pumpe mit Kühlflüssigkeit, die entlang der Rückseite des Spiegels strömen würde, bereitgestellt. Demgemäß treten bei dieser Art der Kühlung des Spiegels keine durch die Pumpe verursachte, pulsierende Druckschwankungen, Druckschwingungen oder Körperschallschwingungen auf, wie es beim Stand der Technik der Fall ist. Durch den Dampfdruck herrscht bevorzugt an allen Stellen in der Druckkammer die gleiche Temperatur vor, wodurch der Innenbereich des Spiegels gleichmäßig und effektiv gekühlt wird. Wechselnde Temperaturgradienten, wie es bei auf der Rückseite des Spiegels eingelassenen Kühlwasserkanälen der Fall wäre, treten bei vorliegenden Erfindung durch den Wegfall von Kühlwasserkanälen nicht mehr auf.By means of the mirror device according to the invention with the deformable mirror according to claim 1 and the method according to claim 13, an interior region of the mirror is very effectively cooled by the rear side thereof by a vapor pressure according to the HeatPipe principle, and at the same time the vapor pressure and the temperature according to the HeatPipe principle the back of the mirror evenly distributed. By the back of the mirror is preferably coated with a storage means such as with a capillary active material or a chemical, liquid-binding substance, it is ensured that an applied temperature immediately leads to an additional evaporation and thereby cooling can take place. This provides an alternative means for cooling and vapor pressure generation at the mirror to a pump with cooling liquid that would flow along the back of the mirror. Accordingly, occur in this type of cooling the mirror no caused by the pump, pulsating pressure fluctuations, pressure oscillations or structure-borne sound vibrations, as is the case in the prior art. By the vapor pressure preferably prevails at all points in the pressure chamber, the same temperature, whereby the inner region of the mirror is uniformly and effectively cooled. Changing temperature gradients, as would be the case with recessed cooling water channels on the back of the mirror, no longer occur in the present invention by the elimination of cooling water channels.

Durch eine bevorzugte Auskleidung von temperierten Wänden in der Druckkammer mit dem Speichermittel, das das kapillaraktive Material oder die chemische, flüssigkeitsbindende Substanz ist, kann die Flüssigkeits-Dampf-Erzeugung wirksam entlang den temperierten Wänden erzeugt werden.By preferentially lining tempered walls in the pressure chamber with the storage means, which is the capillary active material or the chemical, liquid-binding substance, the liquid-vapor generation can be efficiently produced along the tempered walls.

Indem die Druckkammer bevorzugt klein ausgeführt ist, treten kurze Reaktionszeiten zwischen einer Temperaturänderung und einer damit verbundenen Druckänderung auf.By the pressure chamber is preferably made small, occur short reaction times between a temperature change and an associated pressure change.

Wird die Druckkammer größer ausgelegt, werden durch eine partielle Verdampfung verursachte Druckschwankungen kleiner, wobei die Reaktionszeiten dabei größer werden.If the pressure chamber is designed to be larger, pressure fluctuations caused by partial evaporation become smaller, whereby the reaction times become greater.

Je nach Anwendungsfall und gewünschtem Druckbereich kann eine dafür geeignete Flüssigkeit mit einer entsprechenden Temperatur-Dampfdruck-Kurve ausgewählt und in die Druckkammer eingefüllt werden.Depending on the application and the desired pressure range a suitable liquid can be selected with a corresponding temperature-steam pressure curve and filled in the pressure chamber.

Indem bevorzugt ein zusätzliches Speichermittel für die Flüssigkeit in der Druckkammer vorgesehen wird, wird zusätzlich genügend Flüssigkeit vorgehalten, ohne dass sie in der Druckkammer herum fließt.By preferably providing an additional storage means for the liquid in the pressure chamber, in addition sufficient liquid is kept without it flowing around in the pressure chamber.

Vorteilhafterweise erzeugt ein Temperiermittel zur Temperierung der Druckkammer, wie beispielsweise eine elektrische Heizung oder ein Peltier-Element keine Schwingungen, die sich auf den Spiegel übertragen könnten. Indem als das Temperiermittel bevorzugt ein Peltier-Element verwendet wird, das auf der entgegengesetzten Seite beispielsweise durch eine thermische Masse, eine Kühlung und/oder eine vorbeifließende Kühlflüssigkeit gekühlt wird, kann je nach Polarität am Peltier-Element sowohl schnell eine Abkühlung als auch eine Aufheizung erzeugt werden. Indem ein Temperatursensor in der Druckkammer vorgesehen wird, kann die Temperatur gemessen und durch das Temperiermittel geregelt werden. Eine gewünschte Änderung der Verformung des Spiegels wie beispielsweise eine gewünschte Wölbung, ein Fokuspunkt oder eine Fokuslinie des Spiegels wird erfindungsgemäß durch eine Druckänderung verbunden mit einer Temperaturänderung herbeigeführt, wobei die Druckänderung durch eine Temperaturänderung des Flüssigkeits-Dampf-Gemisches erzeugt wird. Die Temperaturänderung wird dabei über das Temperiermittel erzeugt, das an die Druckkammer thermisch angekoppelt ist.Advantageously, a temperature control means for controlling the temperature of the pressure chamber, such as an electric heater or a Peltier element generates no vibrations that could be transmitted to the mirror. By preferably using a Peltier element which is cooled on the opposite side by a thermal mass, a cooling and / or a passing cooling liquid, depending on the polarity of the Peltier element, both rapid cooling and heating can take place be generated. By providing a temperature sensor in the pressure chamber, the temperature can be measured and controlled by the temperature control. A desired change in the deformation of the mirror, such as a desired curvature, a focal point or a focus line of the mirror is inventively brought about by a pressure change associated with a temperature change, wherein the pressure change is generated by a change in temperature of the liquid-vapor mixture. The temperature change is generated via the temperature control, which is thermally coupled to the pressure chamber.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Vorteile der Erfindung sind auch in der detaillierten Beschreibung und in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous features and advantages of the invention are also set forth in the detailed description and in the dependent claims.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist in nachfolgenden Zeichnungen und in einer detaillierten Beschreibung dargestellt, soll aber die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzen.A preferred embodiment according to the present invention is illustrated in the following drawings and detailed description, but is not intended to limit the present invention thereto.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Seitenansicht als Schnittbild gemäß einer ersten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung mit einem verformbaren Spiegel und einer Druckkammer; 1 shows a side view as a sectional view according to a first embodiment of the mirror device with a deformable mirror and a pressure chamber;

2 zeigt eine Seitenansicht als Schnittbild gemäß einer zweiten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung mit einem verformbaren Spiegel und einer Druckkammer; 2 shows a side view as a sectional view according to a second embodiment of the mirror device with a deformable mirror and a pressure chamber;

3 zeigt eine Seitenansicht als Schnittbild gemäß einer dritten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung mit dem verformbaren Spiegel und einer Druckkammer; 3 shows a side view in a sectional view according to a third embodiment of the mirror device with the deformable mirror and a pressure chamber;

4 zeigt eine Seitenansicht als Schnittbild gemäß einer vierten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung mit dem verformbaren Spiegel und einer Druckkammer; 4 shows a side view as a sectional view according to a fourth embodiment of the mirror device with the deformable mirror and a pressure chamber;

5 zeigt eine Seitenansicht als Schnittbild gemäß einer fünften Ausführungsform der Spiegelvorrichtung mit dem verformbaren Spiegel und einer Druckkammer. 5 shows a side view as a sectional view according to a fifth embodiment of the mirror device with the deformable mirror and a pressure chamber.

Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten AusführungsformDetailed Description of a Preferred Embodiment

1 zeigt eine Seitenansicht als Schnittbild gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung. Dabei ist ein Spiegel 1 über dessen Randbereich mit einem ersten Gehäuseteil 10 verbunden, um den Spiegel 1 dadurch in beispielsweise einer Laservorrichtung zu halten und entsprechend einer gewünschten Reflexionsrichtung auszurichten. In der dargestellten Ausführungsform ist der Spiegel 1 als rund Scheibe ausgebildet und wird über ein zylindrisches Druckkammerteil 4 und über ein weiteres Druckkammerteil 4b gehalten und mit dem ersten Gehäuseteil 10, das das weitere Druckkammergehäuseteil 4b zylindrisch umgibt, verbunden. 1 shows a side view as a sectional view according to a first preferred embodiment of the mirror device. It is a mirror 1 over its edge region with a first housing part 10 connected to the mirror 1 thereby to be held in, for example, a laser device and aligned according to a desired direction of reflection. In the illustrated embodiment, the mirror 1 designed as a round disc and is about a cylindrical pressure chamber part 4 and about another pressure chamber part 4b held and with the first housing part 10 that the further pressure chamber housing part 4b cylindrical surrounds, connected.

Der Spiegel 1 ist dabei bevorzugt flach und scheibenartig ausgebildet, mit dem Randbereich, an dem der Spiegel 1 gehalten wird, und einem Innenbereich, der entsprechend innerhalb des Randbereichs liegt. Dabei weist der Spiegel 1 eine Vorderseite 1b auf, auf die Licht einstrahlt und entsprechend reflektiert wieder austritt, und eine Rückseite, die der Vorderseite gegenüberliegt. Der Spiegel 1 ist zudem durch einen Druck oder einen Dampfdruck von der Vorderseite und/oder von der Rückseite verformbar ausgebildet und wölbt sich dementsprechend in die eine oder andere Richtung. Der Begriff Druck, sei an dieser Stelle angemerkt, ist gleichbedeutend mit Dampfdruck. Der Spiegel 1 ist dabei bevorzugt als eine kreisrunde, ovale, elliptische oder aber auch als eine rechteckige Scheibe ausgeführt. Der Innenbereich des Spiegels 1 ist für das Licht bevorzugt hochreflektierend mit einem Reflexionsgrad von größer als 0,99 oder noch bevorzugter größer als 0,999 ausgebildet. Der Spiegel ist auch bevorzugt auf die zu reflektierende Wellenlänge hin ausgebildet.The mirror 1 is preferably flat and disc-like, with the edge region to which the mirror 1 is held, and an inner area, which lies within the edge area accordingly. This is where the mirror points 1 a front side 1b on which light radiates and reflects accordingly reflected again, and a back, which is opposite to the front. The mirror 1 is also formed deformable by a pressure or a vapor pressure from the front and / or from the back and bulges accordingly in one or the other direction. The term pressure, it should be noted at this point, is synonymous with vapor pressure. The mirror 1 is preferably designed as a circular, oval, elliptical or even as a rectangular disc. The interior of the mirror 1 is preferably highly reflective for the light having a reflectance greater than 0.99, or more preferably greater than 0.999. The mirror is also preferably formed on the wavelength to be reflected.

Erfindungsgemäß ist mit der Rückseite und des Spiegels 1 ein Druckkammerteil 4 verbunden, wobei das Druckkammerteil 4 auf einer Seite offen ist und an der offenen Seite durch die Rückseite des Spiegels 1 dicht verschlossen wird, um dadurch eine Druckkammer 3 zu bilden, deren Druck unmittelbar zumindest auf den Innenbereich der Rückseite des Spiegels 1 wirkt. Durch den Druck wird der elastische Spiegel entsprechend durchgebogen oder gewölbt. Erfindungsgemäß ist in die Druckkammer 3 auch eine bestimmte Flüssigkeit mit einer bestimmten Temperatur-Dampfdruck-Kurve eingefüllt, um durch eine Temperatur einen bestimmten Dampfdruck zu erzeugen. Durch den bestimmten Dampfdruck wird der Spiegel 1 um ein bestimmtes Maß gewölbt. An der Rückseite des Spiegels 1 ist ein Speichermittel 2 angebracht, das so ausgebildet ist, die bestimmte Flüssigkeit aufnehmen und als Dampf leicht abgeben zu können.According to the invention with the back and the mirror 1 a pressure chamber part 4 connected, wherein the pressure chamber part 4 on one side is open and on the open side through the back of the mirror 1 is sealed, thereby creating a pressure chamber 3 to form, the pressure of which is immediately at least on the interior of the back of the mirror 1 acts. By the pressure of the elastic mirror is bent or arched accordingly. According to the invention is in the pressure chamber 3 Also filled a certain liquid with a certain temperature-steam pressure curve to produce a certain vapor pressure by a temperature. Due to the specific vapor pressure is the mirror 1 arched to a certain extent. At the back of the mirror 1 is a storage medium 2 attached, which is adapted to absorb the particular liquid and to be able to give off easily as steam.

Die bestimmte Flüssigkeit ist Wesentlichen durch eine ihr eigene Temperatur-Dampfdruck-Kurve bestimmt und wird für die Anwendung mit einem gewünschten Druck- und Temperaturbereich entsprechend ausgewählt.The particular liquid is essentially determined by its own temperature-vapor pressure curve and is selected accordingly for use with a desired pressure and temperature range.

Das Speichermittel 2 ist dabei bevorzugt ein kapillaraktives Material oder eine chemische flüssigkeitsbindende Substanz. Ein kapillaraktives Material ist dabei beispielsweise ein Schwamm, ein Löschblatt, ein poröses Material, ein poröser Kunststoff oder eine poröse Keramik. Eine chemische flüssigkeitsbindende Substanz ist beispielsweise eine hygroskopische Substanz. Das Speichermittel 2 ist dabei bevorzugt schichtartig auf der Rückseite des Innenbereichs des Spiegels 1 ausgebildet. Bevorzugt ist das Speichermittel 2 auch auf der Innenseite des Druckkammerteils 4 aufgebracht oder angeordnet. Bevorzugt kann auch eine zusätzlich größere Kammer, die mit dem Speichermittel 2 beschichtet und entsprechend temperiert ist, mit der Druckkammer 3 dicht verbunden sein. Bevorzugt dient das Speichermittel dazu, die bestimmte Flüssigkeit auf der Rückseite des Innenbereichs des Spiegels zur Verdampfung vorzuhalten. Bevorzugt dient das Speichermittel dazu, die bestimmte Flüssigkeit auf der Innenseite der Druckkammer 3 zur Verdampfung vorzuhalten.The storage means 2 is preferably a capillary-active material or a chemical fluid-binding substance. A capillary-active material is, for example, a sponge, a blotter, a porous material, a porous plastic or a porous ceramic. For example, a chemical liquid-binding substance is a hygroscopic substance. The storage means 2 is preferably layered on the back of the interior of the mirror 1 educated. The storage means is preferred 2 also on the inside of the pressure chamber part 4 applied or arranged. Preferably, an additional larger chamber associated with the storage means 2 coated and appropriately tempered, with the pressure chamber 3 be tightly connected. Preferably, the storage means serves to hold the particular liquid on the back of the interior of the mirror for evaporation. Preferably, the storage means serves to the specific liquid on the inside of the pressure chamber 3 to hold for evaporation.

Indem die bestimmte Flüssigkeit zu einem Maß in die Druckkammer 3 eingefüllt wird, dass sich unter dem gewünschten Dampfdruck, der hier gleichbedeutend ist mit Druck, in dem Speichermittel 2 genügend Flüssigkeit befindet, um durch eine lokale Erhitzung entsprechend Flüssigkeit verdampfen und lokal abkühlen zu können, gilt in der Druckkammer 3 das HeatPipe-Prinzip. Durch das Heat-Pipe-Prinzip herrschen ein gesättigter Dampfdruck in der Druckkammer 3 und dementsprechend ein entsprechender Temperaturausgleich vor. Wird durch das Temperiermittel 5 an dem Druckkammerteil 4 die bestimmte Temperatur erzeugt, so verdampft die Flüssigkeit an der Innenseite des Druckkammerteils 4 entsprechend der Temperatur-Dampfdruck-Kurve bis zu dem bestimmten Dampfdruck, der der bestimmten Temperatur entspricht. Der Dampfdruck breitet sich instantan aus und erzeugt an den anderen Stellen in der Druckkammer 3 die gleiche bestimmte Temperatur. Zugleich wird durch den Dampfdruck die gewünschte Verformung oder Wölbung des Spiegels 1 erzeugt.By placing the particular liquid at a level in the pressure chamber 3 is filled, that under the desired vapor pressure, which here is equivalent to pressure, in the storage means 2 is enough liquid to evaporate by a local heating according to liquid and to be able to cool locally, applies in the pressure chamber 3 the HeatPipe principle. Due to the heat pipe principle, a saturated vapor pressure prevails in the pressure chamber 3 and accordingly a corresponding temperature compensation. Is due to the temperature control 5 at the pressure chamber part 4 generates the specific temperature, so the liquid evaporates on the inside of the pressure chamber part 4 corresponding to the temperature-vapor pressure curve up to the determined vapor pressure corresponding to the determined temperature. The vapor pressure spreads instantaneously and generates in the other places in the pressure chamber 3 the same specific temperature. At the same time, the vapor pressure causes the desired deformation or curvature of the mirror 1 generated.

In der dargestellten bevorzugt ersten Ausführungsform ist der Randbereich des Spiegels direkt mit dem Druckkammerteil 4 und einem weiteren Druckkammerteil 4b verbunden. Dabei kann die Verbindung mit dem Spiegel 1 eine Klebeverbindung, eine Schweißverbindung, eine Pressverbindung oder eine Verbindung mit einem Dichtelement sein. Dabei sind das Druckkammerteil 4 und das weitere Druckkammerteil 4b mit dem ersten Gehäuseteil 10 verbunden, um den Spiegel 1 über das erste Gehäuseteil 10 entsprechend auszurichten. Das Druckkammerteil 4, das zusammen mit der Rückseite des Innenbereichs des Spiegels 1 die Druckkammer 3 bildet, ist darin wannenartig und im Wesentlichen mit einem Durchmesser des Spiegels 1 ausgebildet, so dass bevorzugt auf den gesamten Innenbereich des Spiegels 1 der Dampfdruck wirkt. Bevorzugt ist das Druckkammerteil 4 in Form einer zylindrischen Wanne ausgebildet.In the illustrated preferred first embodiment, the edge region of the mirror is directly with the pressure chamber part 4 and another pressure chamber part 4b connected. This can be the connection with the mirror 1 an adhesive joint, a welded connection, a press connection or a connection with a sealing element. Here are the pressure chamber part 4 and the other pressure chamber part 4b with the first housing part 10 connected to the mirror 1 over the first housing part 10 align accordingly. The pressure chamber part 4 That along with the back of the interior of the mirror 1 the pressure chamber 3 is trough-like in it, and essentially with a diameter of the mirror 1 formed, so preferably on the entire interior of the mirror 1 the vapor pressure acts. The pressure chamber part is preferred 4 formed in the form of a cylindrical tub.

Auf der anderen Seite des Druckkammerteils 4, das dem Spiegel 1 gegenüberliegt, ist ein Temperiermittel 5 angeordnet und mit dem Druckkammerteil 4 thermisch verbunden, um das Druckkammerteil 4 und damit die Druckkammer 3 entsprechend aufzuheizen oder abzukühlen, je nach gewünschter Temperatur und nach gewünschtem Dampfdruck.On the other side of the pressure chamber part 4 that the mirror 1 is opposite, is a temperature control 5 arranged and with the pressure chamber part 4 thermally connected to the pressure chamber part 4 and thus the pressure chamber 3 to heat or cool accordingly, depending on the desired temperature and the desired vapor pressure.

Um die Temperatur des Druckkammerteils 4 entsprechend gut steuern und regeln zu können, besteht das Druckkammerteil 4 oder zumindest ein Teil davon bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Kupfer oder Silber. Dabei steht das Temperiermittel 5 für eine Wärme oder Kälte erzeugende Einheit. Solche Temperiermittel 5 können beispielsweise sein: Ein Widerstand oder eine Heizung, ein Peltier-Element, ein Wärmetauscher in Verbindung mit einem Wärme-/Kühlsystem oder ein Flüssigkeitskreislauf mit mindestens einer warmen und einer kalten Flüssigkeit, die über einen Mischer entsprechend gemischt werden. Ein bevorzugtes Temperiermittel 5 ist auch eine Umwälzpumpe, die mindestens eine wärmeleitende Flüssigkeit zwischen einer ersten Seite als Eingangsseite und einer zweiten Seite als Ausgangsseite austauscht, um die gewünschte Temperatur an der ersten Seite des Temperiermittels 5 zu erzeugen. Das Peltier-Element ist als Temperiermittel 5 besonders bevorzugt, da sich damit schnelle Reaktionszeiten erzielen und je nach Polarität sowohl Wärme, als auch Kälte erzeugen lassen.To the temperature of the pressure chamber part 4 The pressure chamber part consists of being able to control and regulate accordingly well 4 or at least a part thereof preferably of a good heat-conducting material, such as copper or silver. This is the temperature control 5 for a heat or cold generating unit. Such tempering 5 For example, a resistor or a heater, a Peltier element, a heat exchanger in conjunction with a heating / cooling system, or a liquid circuit with at least one hot and one cold liquid, which are mixed appropriately via a mixer. A preferred temperature control 5 is also a circulation pump, which exchanges at least one heat-conducting liquid between a first side as an input side and a second side as an output side to the desired temperature on the first side of the temperature control 5 to create. The Peltier element is used as a tempering agent 5 particularly preferred because it can achieve fast reaction times and can generate both heat and cold depending on the polarity.

Bevorzugt umfasst die Spiegelvorrichtung zur Messung der Temperatur in der Druckkammer 3 einen Temperatursensor 6, der über einen elektronischen Regler das Temperiermittel 5 entsprechend der gewünschten Temperatur ansteuert. Dabei kann dem elektronischen Regler anstelle der Temperatur auch ein Drucksignal zugeleitet werden, um das Temperiermittel 5 entsprechend anzusteuern. Der Temperatursensor 6 ist bevorzugt ein Widerstandselement, ein Thermoelement, ein Halbleitersensor oder ein kontaktloser IR Temperatursensor.Preferably, the mirror device for measuring the temperature in the pressure chamber 3 a temperature sensor 6 , the temperature control via an electronic controller 5 according to the desired temperature. In this case, the electronic controller instead of the temperature and a pressure signal to be supplied to the temperature control 5 to control accordingly. The temperature sensor 6 is preferably a resistance element, a thermocouple, a semiconductor sensor or a contactless IR temperature sensor.

In 1 ist als dem bevorzugten Temperiermittel 5 lediglich eine Heizung vorgesehen. Im Falle, dass als dem Temperiermittel 5 ein Peltier-Element eingesetzt wird, das mit einer ersten Seite mit dem Druckkammerteil 4 verbunden ist, ist das zweite geneüberliegende Ende des Peltier-Elements beispielsweise durch eine Flüssigkeit gekühlt oder durch einen Windstrom.In 1 is as the preferred temperature control 5 only a heater provided. In the case that as the temperature control 5 a Peltier element is inserted, with a first side with the pressure chamber part 4 is connected, the second overlying end of the Peltier element, for example, cooled by a liquid or by a wind flow.

Die Druckkammer 3 ist dicht geschlossen. Bevorzugt weist die Druckkammer 3 jedoch mindestens einen dicht verschließbaren Zugang auf, durch den beispielsweise die bestimmte Flüssigkeit eingefüllt werden kann. Bevorzugt ist an die Druckkammer 3 auch ein Zylinder-Kolbensystem angeschlossen, um durch ein Verschieben des Kolbens, beispielsweise durch einen elektrisch steuerbaren Aktuator oder eine Stellschraube, eine Druckänderung zu erzeugen. Dabei kann die Druckänderung schnell und beispielsweise durch einen Druckregler erzeugt werden, falls dies erforderlich ist.The pressure chamber 3 is tightly closed. Preferably, the pressure chamber 3 but at least one tightly closable access through which, for example, the particular liquid can be filled. Preference is given to the pressure chamber 3 Also connected to a cylinder-piston system to produce by moving the piston, for example by an electrically controllable actuator or a set screw, a pressure change. In this case, the pressure change can be generated quickly and, for example, by a pressure regulator, if necessary.

2 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform der Spiegelvorrichtung. Darin ist der Spiegel 1 auf eine andere Art gehalten, indem das erste Gehäuseteil 10 eine zylindrische Bohrung mit einem ersten Durchmesser aufweist, der am Ende sich sprungartig verkleinert, um einen nach innen überstehenden Rand zu bilden. Der Spiegel 1 ist dabei in die Bohrung bis zum Rand eingelegt und wird am Randbereich des Spiegels 1 gehalten, wobei die Vorderseite 1b nach außen gerichtet ist. Von der Rückseite wird der Spiegel 1 durch das Druckkammergehäuseteil 4 gehalten, das zylindrisch deckelförmig ausgebildet ist und dessen Rand mit der Rückseite des Randbereichs des Spiegels 1 durch eine Verbindung verbunden ist. Dabei ist die Verbindung bevorzugt eine Klebe- oder Schweißverbindung, kann aber ebenso eine Pressverbindung sein. Wesentlich ist dabei, dass das Druckkammerteil 4 eine dichte Verbindung mit der Rückseite des Spiegels 1 bildet, um dadurch die Druckkammer 3 zu bilden. In der Druckkammer 3 befindet sich bevorzugt die bestimmte Flüssigkeit, um durch eine bestimmte Temperatur gemäß der Temperatur-Dampfdruck-Kurve den Dampfdruck in der Druckkammer 3 zu erzeugen, der auf die Rückseite des Spiegels 1 wirkt. 2 shows another preferred embodiment of the mirror device. Therein is the mirror 1 held in a different way by the first housing part 10 a cylindrical bore having a first diameter which decreases in size at the end to form an inwardly projecting edge. The mirror 1 is inserted into the hole to the edge and is at the edge of the mirror 1 kept, with the front 1b directed to the outside. From the back becomes the mirror 1 through the pressure chamber housing part 4 held, which is cylindrical cover-shaped and its edge with the back of the edge region of the mirror 1 connected by a connection. In this case, the connection is preferably an adhesive or welded connection, but may also be a press connection. It is essential that the pressure chamber part 4 a tight connection with the back of the mirror 1 forms to thereby the pressure chamber 3 to build. In the pressure chamber 3 Preferably, the particular liquid is to the vapor pressure in the pressure chamber by a certain temperature according to the temperature-vapor pressure curve 3 to produce on the back of the mirror 1 acts.

Das äußere Bodenteil des Druckkammerteils 4, der dem Spiegel 1 gegenüberliegt, ist mit einer Eingangsseite des Temperiermittels 5 thermisch verbunden. Eine thermische Verbindung ist eine wärmeleitende Verbindung, die über einen direkten Kontakt oder über ein Wärmeleitmittel, wie beispielsweise eine Wärmeleitpaste hergestellt wird. Die Ausgangsseite des Temperiermittels 5 ist dabei bevorzugt mit einem zweiten Gehäuseteil 14 thermisch verbunden, um Wärme ab- oder zuführen zu können. Das Peltier-Element als das Temperiermittel 5 transportiert dabei stromgesteuert Wärme zum Druckkammerteil 4 oder vom Druckkammerteil 4 weg zum zweiten Gehäuseteil 14, das bevorzugt gekühlt oder beheizt ist. Bevorzugt weist das zweite Gehäuseteil 14 dabei Kühlkanäle auf, durch die eine Kühlflüssigkeit oder eine Heizflüssigkeit zur Wärmeabführung oder -zuführung geleitet werden kann.The outer bottom part of the pressure chamber part 4 , the mirror 1 is opposite, is with an input side of the temperature control 5 thermal connected. A thermal connection is a thermally conductive connection made via a direct contact or via a heat conducting means, such as a thermal paste. The outlet side of the temperature control 5 is preferred with a second housing part 14 thermally connected to heat or to be able to supply heat. The Peltier element as the tempering agent 5 transported while power controlled heat to the pressure chamber part 4 or from the pressure chamber part 4 away to the second housing part 14 which is preferably cooled or heated. Preferably, the second housing part 14 while cooling ducts through which a cooling liquid or a heating fluid for heat dissipation or supply can be passed.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das erste 10 und das zweite Gehäuseteil 14 mit einander über Verbindungselemente 15 verbunden, die beispielsweise Schrauben sind. Dabei wird das Temperiermittel 5 über das zweite Gehäuseteil 14 gegen das Druckkammerteil 4 gepresst, um die thermische Verbindung zur Ausgangsseite des Temperiermittels 5 zu erzeugen. Eine elastisch andrückende Verbindung ist dabei auch vorstellbar, wenn die thermische Verbindung beispielsweise durch das Wärmeleitmittel hergestellt wird.In the preferred embodiment, the first 10 and the second housing part 14 with each other via fasteners 15 connected, which are screws, for example. This is the temperature control 5 over the second housing part 14 against the pressure chamber part 4 Pressed to the thermal connection to the output side of the temperature control 5 to create. An elastically pressing connection is also conceivable if the thermal connection is produced, for example, by the heat-conducting means.

3 zeigt eine der 2 ähnliche Ausführung der Spiegelvorrichtung. Dabei ist der Spiegel 1 mit dem Druckkammerteil 4 nicht direkt, wie in der Ausführung gemäß 2 dargestellt, sondern über einen Dichtmittel 11 dicht verbunden. Als Dichtmittel 11 ist beispielsweise ein O-Ring dargestellt. Bevorzugt wird auch das Druckkammerteil 4 von dessen Bodenseite aus gegen den Randbereich des Spiegels 1 nicht über das Temperiermittel 5, wie in der Ausführung gemäß 2 gezeigt, vorgenommen, sondern über ein zylindrisches oder an den Bodenteil angepasstes Halteelement 12. Dabei wird das Halteelement 12 mit dem ersten Gehäuseteil 10 bevorzugt über das zweite Gehäuseteil 14 verbunden. Ferner ist ein zusätzliches Speichermittel 2b, das die gleichen oder ähnliche Eigenschaften hat wie das Speichermittel 2, in der Druckkammer 3 angeordnet. Das zusätzliche Speichermittel ist dazu ausgebildet, zusätzlich mehr der bestimmten Flüssigkeit aufzunehmen und als Dampf abgeben zu können. 3 shows one of the 2 similar embodiment of the mirror device. Here is the mirror 1 with the pressure chamber part 4 not directly, as in the execution according to 2 but via a sealant 11 tightly connected. As a sealant 11 For example, an O-ring is shown. Also preferred is the pressure chamber part 4 from its bottom side against the edge region of the mirror 1 not over the tempering agent 5 , as in the embodiment according to 2 shown, but via a cylindrical or adapted to the bottom part retaining element 12 , In this case, the holding element 12 with the first housing part 10 preferably via the second housing part 14 connected. Furthermore, an additional storage means 2 B which has the same or similar properties as the storage medium 2 in the pressure chamber 3 arranged. The additional storage means is adapted to additionally absorb more of the particular liquid and to be able to deliver it as steam.

4 zeigt eine der 3 ähnliche Ausführung der Spiegelvorrichtung, die im Unterschied zu 3 ein Wärmeleitmittel 17 zwischen dem Temperiermittel 5 und dem zweiten Gehäuseteil 14 aufweist. Das Wärmeleitmittel 17 ist bevorzugt elastisch ausgebildet, um wärmebedingte, unterschiedliche Ausdehnungen zwischen dem Temperiermittel 5 und der anderen umliegenden Komponenten auszugleichen. Bevorzugt kann solch ein Wärmeleitmittel 17 auch zwischen dem Temperiermittel 5 und dem Druckkammerteil 4 angeordnet werden. 4 shows one of the 3 similar embodiment of the mirror device, in contrast to 3 a heat transfer agent 17 between the temperature control 5 and the second housing part 14 having. The heat transfer fluid 17 is preferably formed elastically to heat-related, different expansions between the temperature control 5 and the other surrounding components. Preferably, such a heat conduction 17 also between the temperature control 5 and the pressure chamber part 4 to be ordered.

5 zeigt eine der 3 und 4 ähnliche Ausführung der Spiegelvorrichtung, wobei die Haltemittel 12 zylinderförmig mit einem konischen Querschnitt ausgebildet sind, um eine möglichst geringe, ringartige Kontaktfläche zu dem Druckkammerteil 4 aufzuweisen, um dadurch eine mechanisch haltende Verbindung und eine thermisch möglichst gut isolierende Verbindung zu erzeugen. Zudem ist zwischen dem ersten Gehäuseteil 10 und dem Druckkammerteil 4 eine Thermoisolationsschicht 18 angeordnet, um entsprechend thermisch zu isolieren. Bevorzugt weist ein Rand einer Öffnung im ersten Gehäuseteil 10, an der der Spiegel 1 anliegt, eine abgerundete Kante auf. 5 shows one of the 3 and 4 similar embodiment of the mirror device, wherein the retaining means 12 are formed in a cylindrical shape with a conical cross-section to the smallest possible annular contact surface to the pressure chamber part 4 in order to thereby produce a mechanically-retaining compound and a thermally best insulating compound. In addition, between the first housing part 10 and the pressure chamber part 4 a thermal insulation layer 18 arranged to thermally isolate accordingly. Preferably, an edge of an opening in the first housing part 10 at the mirror 1 abuts, a rounded edge on.

Bevorzugt wird der Spiegel 1 für lange Laser Wellenlängen im IR Bereich aus Metall, wie beispielsweise aus Kupfer angefertigt und weist der Spiegel 1 eine hochpolierte glatte Oberfläche auf. Im sichtbaren und kurzwelligeren UV Laser Wellenlängenbereich wird als Spiegel 1 ein Glas als Grundmaterial gewählt. Bevorzugt wird dabei ein chemisch vorgespanntes Aluminiumsilicatglas verwendet, das besonders gute elastische und bruchfeste Eigenschaften und dementsprechend eine hohe Bruchfestigkeit aufweist. Andere Materialien für die Herstellung des Spiegels 1 sind auch denkbar, wie beispielsweise Keramik oder Keramik-Metallverbindungen. Zudem ist es denkbar, den Spiegel 1 aus mehreren parallelen Verbundschichten aufzubauen, die jeweils entweder aus Glas, Keramik, Metall, Kunststoff, chemisch vorgespannten Aluminiumsilicatglas oder Teilen davon bestehen.The mirror is preferred 1 for long laser wavelengths in the IR range of metal, such as made of copper and has the mirror 1 a highly polished smooth surface on. In the visible and shorter wavelength UV laser wavelength range is used as a mirror 1 a glass chosen as the base material. Preference is given to using a chemically toughened aluminum silicate glass which has particularly good elastic and fracture-resistant properties and accordingly a high breaking strength. Other materials for the production of the mirror 1 are also conceivable, such as ceramic or ceramic-metal compounds. It is also possible to use the mirror 1 consist of several parallel composite layers, each consisting of either glass, ceramic, metal, plastic, chemically toughened aluminum silicate glass or parts thereof.

Bevorzugt ist auch ein Spiegel 1, der einen zur Vorderseite und/oder zur Rückseite hin konkaven, konvexen oder andersgearteten Querschnitt aufweist. Dadurch können durch die Verformung in der Spiegelvorrichtung beispielsweise asphärische Linsen erzeugt werden.Also preferred is a mirror 1 having a concave to the front and / or back, convex or other like cross-section. As a result, for example, aspherical lenses can be produced by the deformation in the mirror device.

Denkbar sind auch ein oder mehrere Aktuatoren, die in der Spiegelvorrichtung entlang einem äußeren Bereich angeordnet sind, um entsprechend ein oder mehrere Kräfte im äußeren Bereich des Innenbereichs des Spiegels 1 einleiten zu können, um dadurch die Verformung des Spiegels 1 gezielt und beispielsweise astigmatisch zu verändern.Also conceivable are one or more actuators, which are arranged in the mirror device along an outer region, corresponding to one or more forces in the outer region of the inner region of the mirror 1 to initiate, thereby the deformation of the mirror 1 targeted and, for example, astigmatic change.

Bevorzugt ist mit der Druckkammer 3 auch ein Drucksensor verbunden, um dadurch den Druck in der Druckkammer 3 zu bestimmen. Bevorzugt ist auch ein weiterer Drucksensor zur Messung des Drucks auf der Vorderseite des Spiegelst angeordnet. Durch den Drucksensor und/oder den weiteren Drucksensor in Verbindung mit einem elektronischen Regler kann die entsprechende Regelung des Temperiermittels 5 zur Verformung des Spiegels bevorzugt besser vorgenommen werden.Preferred is with the pressure chamber 3 also connected to a pressure sensor, thereby reducing the pressure in the pressure chamber 3 to determine. A further pressure sensor for measuring the pressure on the front side of the mirror is preferably also arranged. By the pressure sensor and / or the other pressure sensor in conjunction with an electronic controller, the appropriate control of the temperature control 5 preferably be made better for deformation of the mirror.

Bevorzugt ist der Spiegel 1 in dem ersten Gehäuseteil 10 in einer darin ausgebildeten zylindrische Bohrung, die am Ende der Bohrung einen nach innen stehenden Rand aufweist, angeordnet, wobei die Vorderseite 1b des Spiegels 1 in Richtung des Endes der Bohrung und nach außen zeigt, wobei der Spiegel 1 durch dessen Rückseite durch das Druckkammerteil 4 an den nach innen stehenden Rand der Bohrung gepresst und somit gehalten wird. Bevorzugt ist dabei zwischen dem Randbereich der Rückseite des Spiegels 1 und dem Druckkammerteil 4 ein Dichtmittel 11 angeordnet. The mirror is preferred 1 in the first housing part 10 in a cylindrical bore formed therein, which has an inwardly directed edge at the end of the bore, wherein the front side 1b of the mirror 1 towards the end of the bore and pointing outwards, the mirror 1 through the back through the pressure chamber part 4 pressed against the inboard edge of the hole and thus held. Preference is given between the edge region of the back of the mirror 1 and the pressure chamber part 4 a sealant 11 arranged.

Bevorzugt ist die Spiegelvorrichtung so ausgebildet, dass das Druckkammerteil 4 zum Rest der mechanischen Vorrichtung möglichst gut wärmeisoliert ist.Preferably, the mirror device is designed so that the pressure chamber part 4 to the rest of the mechanical device as well as possible thermally insulated.

Bevorzugt ist das erste Gehäuseteil 10 in Richtung einer Streustrahlung des Laser-Lichts an dessen Oberfläche reflektierend beschichtet und/oder gekühlt.Preferably, the first housing part 10 coated in the direction of a scattered radiation of the laser light on the surface reflective and / or cooled.

Eine bevorzugte Spiegelvorrichtung weist auf der Rückseite des Spiegels 1 oder als Spiegelrückseite zumindest teilweise ein piezokeramisches Material auf, durch das über eine am piezokeramischen Material angelegte Spannung eine zusätzliche Verformung des Spiegels (1) erzeugbar ist.A preferred mirror device has on the back of the mirror 1 or as a mirror back at least partially a piezoceramic material through which an applied to the piezoceramic material voltage an additional deformation of the mirror ( 1 ) is producible.

Zur Klarheit soll noch angemerkt werden, dass unter der Verformung des Spiegels 1 eine druckbedingte Wölbung des Spiegels 1 oder der Spiegeloberfläche zu verstehen ist, um dadurch einen linsenartigen Spiegel 1 mit einer konkaven, konvexen oder planen Oberfläche zu erzeugen.For clarity, it should be noted that under the deformation of the mirror 1 a pressure-related curvature of the mirror 1 or the mirror surface, thereby forming a lens-like mirror 1 with a concave, convex or flat surface.

Insbesondere können auch die verschiedenen Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, soweit sie sich nicht technisch ausschließen.In particular, the various features of the embodiments described above can be combined with each other, as far as they are not technically exclusive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Spiegelmirror
1b1b
Vorderseite Rückseite RandbereichFront side back edge area
22
Speichermittelstorage means
2b2 B
zusätzliches Speichermitteladditional storage means
33
Druckkammerpressure chamber
44
DruckkammerteilPressure chamber portion
4b4b
weiteren Druckkammerteilanother pressure chamber part
55
Temperiermitteltemperature control
66
Sensorsensor
1010
erstes Gehäuseteilfirst housing part
1111
Dichtmittelsealant
1212
Haltemittelholding means
1414
zweites Gehäuseteilsecond housing part
1515
Verbindungselementconnecting element
1616
Kühlkanalcooling channel
1717
WärmeleitmittelThermal interface
1818
ThermoisolationsschichtThermal insulation layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10052249 A1 [0005] DE 10052249 A1 [0005]
  • DE 3900467 A1 [0006] DE 3900467 A1 [0006]

Claims (14)

Spiegelvorrichtung mit einem verformbaren Spiegel (1), dessen Verformung steuerbar ist, umfassend – ein Spiegel (1) mit einer Vorderseite (1b) in Richtung Lichteinfall und reflektiertem Licht, einer Rückseite, einem umlaufenden Randbereich und einem Innenbereich innerhalb des Randbereichs, wobei der Spiegel (1) ausgebildet ist, im Innenbereich durch einen Dampfdruck verformbar zu sein; – ein erstes Gehäuseteil (10), das mit dem Randbereich des Spiegels (1) verbunden ist und den Spiegel (1) in einer bestimmten Lage hält; – ein Druckkammerteil (4), das ausgebildet ist, mit einem ersten Ende mit dem Randbereich des Spiegels (1) eine dichte Verbindung zu bilden und mit dem Innenbereich der Rückseite des Spiegels (1) einen Hohlraum als eine Druckkammer (3) zu bilden; gekennzeichnet, durch – ein steuerbares Temperiermittel (5), das mit einer ersten Seite wärmeleitend mit dem Druckkammerteil (4) verbunden ist, um das Druckkammerteil (4) auf eine bestimmte Temperatur zu bringen; – ein Speichermittel (2), das in der Druckkammer (3) mit dem Innenbereich der Rückseite des Spiegels (1) mechanisch und thermisch verbunden ist, wobei das Speichermittel (2) so ausgebildet ist, um eine bestimmte Flüssigkeit aufnehmen und als Dampf entsprechend einer Temperatur-Dampfdruck-Kurve der bestimmten Flüssigkeit abgeben zu können; – wobei die Druckkammer (3) durch die dichte Verbindung des Druckkammerteils (4) mit der Rückseite des Spiegels (1) ausgebildet ist, die bestimmte Flüssigkeit aufnehmen zu können, in einem Betriebszustand dicht geschlossen zu sein und dabei durch das Temperiermittel (5) einen Dampfdruck zu erzeugen, der durch die Temperatur-Dampfdruck-Kurve der bestimmten Flüssigkeit bestimmt ist und auf die Rückseite des Spiegels (1) wirkt.Mirror device with a deformable mirror ( 1 ) whose deformation is controllable, comprising - a mirror ( 1 ) with a front side ( 1b ) in the direction of light and reflected light, a back, a peripheral edge region and an inner region within the edge region, wherein the mirror ( 1 ) is formed to be deformable in the interior by a vapor pressure; A first housing part ( 10 ), which coincides with the edge area of the mirror ( 1 ) and the mirror ( 1 ) keeps in a certain position; A pressure chamber part ( 4 ), which is formed with a first end with the edge region of the mirror ( 1 ) to form a tight connection and with the interior of the back of the mirror ( 1 ) a cavity as a pressure chamber ( 3 ) to build; characterized by - a controllable temperature control agent ( 5 ), which with a first side heat-conducting with the pressure chamber part ( 4 ) is connected to the pressure chamber part ( 4 ) to a certain temperature; A storage means ( 2 ) in the pressure chamber ( 3 ) with the interior of the back of the mirror ( 1 ) is mechanically and thermally connected, wherein the storage means ( 2 ) is adapted to receive a certain liquid and to be able to deliver as vapor according to a temperature-vapor pressure curve of the particular liquid; - wherein the pressure chamber ( 3 ) by the tight connection of the pressure chamber part ( 4 ) with the back of the mirror ( 1 ) is designed to be able to absorb the specific liquid to be tightly closed in an operating state and thereby by the temperature control ( 5 ) to generate a vapor pressure, which is determined by the temperature-vapor pressure curve of the particular liquid and to the back of the mirror ( 1 ) acts. Spiegelvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Speichermittel (2) zumindest teilweise an einer Innenseite des Druckkammerteils (4) mechanisch und thermisch mit dem Druckkammerteil (4) verbunden angeordnet ist.Mirror device according to claim 1, wherein the memory means ( 2 ) at least partially on an inner side of the pressure chamber part ( 4 ) mechanically and thermally with the pressure chamber part ( 4 ) is arranged connected. Spiegelvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Speichermittel (2) ein poröses oder kapillaraktives Material oder eine chemische, flüssigkeitsbindende Substanz ist, wie beispielsweise ein Schwamm, ein Löschblatt, ein poröser Kunststoff, eine poröse Keramik, eine hygroskopische Substanz oder ein anderes Material; und/oder wobei das Speichermittel (2) schichtartig auf der Rückseite des Spiegels (1) oder auf dem Druckkammerteil (4) ausgebildet.Mirror device according to claim 1 or 2, wherein the memory means ( 2 ) is a porous or capillary-active material or a chemical, liquid-binding substance, such as a sponge, a blotter, a porous plastic, a porous ceramic, a hygroscopic substance or other material; and / or wherein the storage means ( 2 layered on the back of the mirror ( 1 ) or on the pressure chamber part ( 4 ) educated. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, ein zusätzliches Speichermittel (2b) umfassend, das in der Druckkammer (3) angeordnet ist und ausgebildet ist, die bestimmte Flüssigkeit in der Flüssigphase zusätzlich zu speichern und als Dampf wieder abgeben zu können.Mirror device according to one or more of the preceding claims, an additional storage means ( 2 B ), which in the pressure chamber ( 3 ) is arranged and is designed to additionally store the particular liquid in the liquid phase and to be able to deliver it as steam again. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei das Druckkammerteil (4) ausgebildet ist, mit dem Randbereich des Spiegels (1) die dichte Verbindung entweder direkt durch eine Klebeschicht, eine Schweißnaht, oder ein Anpressen zu erzeugen oder die dichte Verbindung über weitere Komponenten, wie beispielsweise ein Dichtmittel 11, eine Klebedichtung und/oder über mindestens ein anderes Gehäuseteil herzustellen.Mirror device according to one or more of the preceding claims, wherein the pressure chamber part ( 4 ) is formed, with the edge region of the mirror ( 1 ) to produce the tight connection either directly through an adhesive layer, a weld, or a pressing or the tight connection via other components, such as a sealant 11 to make an adhesive seal and / or at least one other housing part. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei das Temperiermittel (5) eine zweite Seite aufweist und zwischen der ersten und der zweiten Seite als eine Wärmepumpe fungiert, wobei Wärme von der ersten Seite zur zweiten Seite oder von der zweiten Seite zur ersten Seite transportiert werden kann, wobei das Temperiermittel (5) ein Peltier-Element oder ein anderes Temperiermittel (5) ist.Mirror device according to one or more of the preceding claims, wherein the temperature control agent ( 5 ) has a second side and acts as a heat pump between the first and second sides, whereby heat can be transported from the first side to the second side or from the second side to the first side, wherein the temperature control means ( 5 ) a Peltier element or another temperature control agent ( 5 ). Spiegelvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Temperiermittel (5) eine Umwälzpumpe ist, die mindestens eine wärmeleitende Flüssigkeit zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite austauscht, um die gewünschte Temperatur an der ersten Seite des Temperiermittels (5) zu erzeugen.Mirror device according to claim 6, wherein the temperature control agent ( 5 ) is a circulation pump which exchanges at least one heat-conducting liquid between the first side and the second side to the desired temperature on the first side of the temperature control means ( 5 ) to create. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei der Spiegel (1) ein Metallspiegel, ein Glasspiegel, ein Keramikspiegel oder ein Glasspiegel mit einem chemisch vorgespannten Aluminiumsilicatglas ist; oder wobei der Spiegel (1) aus Verbundschichten aufgebaut ist, die entweder jeweils aus Glas, Keramik, Metall, Kunststoff, chemisch vorgespanntem Aluminiumsilicatglas oder Teilen davon bestehen.Mirror device according to one or more of the preceding claims, wherein the mirror ( 1 ) is a metal mirror, a glass mirror, a ceramic mirror or a glass mirror with a chemically tempered aluminum silicate glass; or where the mirror ( 1 ) is constructed of composite layers, each consisting of glass, ceramic, metal, plastic, chemically toughened aluminum silicate glass or parts thereof. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei der Spiegel (1) eine im Verhältnis zu seinem Durchmesser dünne Scheibe ist und entweder eine rundliche und insbesondere eine kreisrunde, eine ovale oder eine elliptisch Form oder eine rechteckige Form aufweist; und/oder wobei der Spiegel (1) zur Vorderseite und/oder zur Rückseite hin einen konkaven oder konvexen Querschnitt aufweist, um bei dem bestimmten Dampfdruck eine entsprechende asphärische Verformung des Spiegels (1) zu erzeugen.Mirror device according to one or more of the preceding claims, wherein the mirror ( 1 ) is a thin slice relative to its diameter and has either a rounded and in particular a circular, an oval or an elliptical shape or a rectangular shape; and / or wherein the mirror ( 1 ) has a concave or convex cross-section towards the front and / or the rear, in order to achieve a corresponding aspherical deformation of the mirror at the determined vapor pressure ( 1 ) to create. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, zudem mindestens einen Aktuator umfassend, der in der Spiegelvorrichtung so angeordnet ist, um mindestens eine Kraft am Rand des Innenbereichs des Spiegels (1) einzuleiten, um dadurch die Verformung des Spiegels (1) gezielt zu verändern.Mirror device according to one or more of the preceding claims, further comprising at least one actuator which is arranged in the mirror device so as to generate at least one force at the edge of the inner region of the mirror ( 1 ), thereby the deformation of the mirror ( 1 ) to change specifically. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rückseite des Spiegels zumindest teilweise aus einem piezokeramischen Material besteht, durch das über eine am piezokeramischen Material angelegte Spannung eine zusätzliche Verformung des Spiegels (1) erzeugbar ist.Mirror device according to one or more of the preceding claims, wherein the rear side of the mirror at least partially consists of a piezoceramic material, through which an additional deformation of the mirror is applied via a voltage applied to the piezoceramic material. 1 ) is producible. Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, zudem umfassend mindestens einen Sensor (6), wobei der mindestens eine Sensor (6) ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Druckkammerteils (4) oder in der Druckkammer (3) ist und/oder ein Drucksensor zur Messung des Dampfdrucks in der Druckkammer (3) ist, und/oder ein Drucksensor zu Messung des Drucks auf der Vorderseite des Spiegels (1) ist.Mirror device according to one or more of the preceding claims, additionally comprising at least one sensor ( 6 ), wherein the at least one sensor ( 6 ) a temperature sensor for measuring the temperature of the pressure chamber part ( 4 ) or in the pressure chamber ( 3 ) and / or a pressure sensor for measuring the vapor pressure in the pressure chamber ( 3 ), and / or a pressure sensor for measuring the pressure on the front of the mirror ( 1 ). Verfahren zur gesteuerten Verformung eines verformbaren Spiegels (1) in einer Spiegelvorrichtung gemäß einem oder mehrerer der vorstehenden Ansprüche 1–11 zur Verstellung mindestens eines Fokuspunktes, umfassend: – Verbinden des Spiegels (1) entlang seines Randbereichs mit einem ersten Gehäuseteil (10), um den Spiegel (1) dadurch insgesamt auszurichten; – dichtes Verbinden eines Druckkammerteils (4) mit einem Randbereich und Innenbereich des Spiegels (1), wobei das Druckkammerteil (4) so ausgebildet und mit dem Randbereich des Spiegels (1) verbunden wird, dass dazwischen ein Hohlraum als eine Druckkammer (3) gebildet wird, um durch einen Druck oder Dampfdruck in der Druckkammer (3) den Spiegel (1) entsprechend zu verformen oder zu wölben; gekennzeichnet durch: – Anbringen und thermisch Verbinden eines Speichermittels (2) im Innenbereich an der Rückseite des Spiegels (1), wobei das Speichermittel (2) so ausgebildet wird, um eine bestimmte Flüssigkeit aufnehmen und als Dampf entsprechend einer bestimmten Temperatur-Dampfdruck-Kurve der bestimmten Flüssigkeit abgeben zu können; – Einbringen der bestimmten Flüssigkeit mit der Temperatur-Dampfdruck-Kurve in die Druckkammer (3) und danach dichtes Verschließen der Druckkammer (3); – Erwärmen oder Abkühlen der Druckkammer (3) über das Druckkammerteil (4) und ein entsprechend damit verbundenes Temperiermittel (5) auf eine bestimmte Temperatur, um durch die bestimmte Temperatur gemäß der Temperatur-Dampfdruck-Kurve den bestimmten Dampfdruck zu erzeugen, und damit an der Rückseite des Spiegels (1) die Temperatur über den bestimmten Dampfdruck entsprechend der Temperatur-Dampfdruck-Kurve und dem HeatPipe-Prinzip ebenfalls auf die bestimmte Temperatur einzustellen.Method for the controlled deformation of a deformable mirror ( 1 ) in a mirror device according to one or more of the preceding claims 1-11 for the adjustment of at least one focal point, comprising: - connecting the mirror ( 1 ) along its edge region with a first housing part ( 10 ) to the mirror ( 1 ) as a whole; - tight connection of a pressure chamber part ( 4 ) with a border area and interior area of the mirror ( 1 ), wherein the pressure chamber part ( 4 ) and with the edge region of the mirror ( 1 ), that therebetween a cavity as a pressure chamber ( 3 ) is formed by a pressure or vapor pressure in the pressure chamber ( 3 ) the mirror ( 1 ) to deform or buckle accordingly; characterized by: attaching and thermally connecting a storage means ( 2 ) in the interior at the back of the mirror ( 1 ), wherein the storage means ( 2 ) is adapted to receive a particular liquid and to be able to deliver as steam according to a certain temperature-vapor pressure curve of the particular liquid; Introducing the specific liquid with the temperature-vapor pressure curve into the pressure chamber ( 3 ) and then tightly closing the pressure chamber ( 3 ); Heating or cooling the pressure chamber ( 3 ) over the pressure chamber part ( 4 ) and a corresponding thereto associated temperature control ( 5 ) to a certain temperature in order to generate the specific vapor pressure by the specific temperature according to the temperature-vapor pressure curve, and thus to the rear side of the mirror ( 1 ) To set the temperature above the specific vapor pressure according to the temperature-vapor pressure curve and the HeatPipe principle also to the specific temperature. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei als das Temperiermittel (5) ein Peltier-Element verwendet wird und ein anderes Ende des Peltier-Elements, das mit dem einen Ende, das mit dem Druckkammerteil (4) verbunden ist, in wärmetauschender Verbindung steht, aufweist, wobei das andere Ende mit einem anderen Gehäuseteil, das eine andere Temperatur aufweist, in thermischer Verbindung steht; und/oder wobei an den Innenseiten des Druckkammerteil (4) ebenso eine Speichermittel (2) angebracht wird; und/oder wobei die bestimmte Flüssigkeit entsprechend dem gewünschten Dampfdruck und der Temperatur-Dampfdruck-Kurve der bestimmten Flüssigkeit ausgewählt wird.Process according to claim 12, wherein as the temperature control agent ( 5 ) a Peltier element is used and another end of the Peltier element, with the one end connected to the pressure chamber part ( 4 ), is in heat exchanging connection, wherein the other end is in thermal communication with another housing part, which has a different temperature; and / or wherein on the insides of the pressure chamber part ( 4 ) as well as a storage means ( 2 ) is attached; and / or wherein the particular liquid is selected according to the desired vapor pressure and the temperature-vapor pressure curve of the particular fluid.
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