DE3502025C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen verformbaren Spiegel gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Ein gattungsgemäßer Spiegel ist aus der US 42 95 710 bekannt. Er weist
Stellglieder in Form von Schrittmotoren auf, deren Stellbewegung
jeweils über eine sehr aufwendige und sowohl schwierig einzubauende
wie auch schwierig zu justierende Spindelkonstruktion sowie eine Hülsenverschraubung
in den räumlich zugeordneten Bereich der Spiegelplatten-Rückseite
übertragen wird. Diese axiale Stellbewegung wird von einer
Dither-Vibration überlagert, die von die Spindel umgebenden Piezoringen
der Spindelhalterung eingeprägt werden und über eine Frequenzkennung
der Individualisierung des jeweiligen Bereiches der Spiegelplatte
dienen können.
Aus Fig. 1 und Fig. 2 der Veröffentlichung von James E. Harvey und
Gary M. Callahan "Wavefront Error Compensation Capabilities of Multiactuator
Deformable Mirrors" (SPIE Vol. 141 Adaptive Optical Components,
1978, Seiten 50 bis 57) ist ein gattungsähnlicher Spiegel bekannt,
bei dem Piezo-Säulen als Stellglieder dienen, was offensichtlich
zu einer wesentlich vereinfachten Konstruktion gegenüber der Bewegungsumsetzung
und Spindelführung nach der gattungsbildenden Vorveröffentlichung
führt, ohne daß hinsichtlich des kontruktiven Aufbaus
Details aus jener anderen Vorveröffentlichung ersichtlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Spiegel,
wie er zur Zielsuche und Zielverfolgung in der älteren Patentschrift
34 22 232 näher beschrieben ist, derart auszulegen, daß er bei
mechanisch unkompliziertem Aufbau ein für die Regelkreis-Auslegung
optimales dynamisches Verhalten aufweist und einfache Justagemöglichkeiten
eröffnet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gattungsgemäße
Spiegel gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt
ist.
Nach dieser Lösung reduziert sich der Einbau der Stellglieder auf ein
axiales Einspannen von Piezo-Säulen, die hinter der Spiegelplatte
durch eine Klebeverbindung positioniert werden. Dabei ist über die konischen
Koppelstücke eine praktisch punktförmige Ankopplung jeden
Stellgliedes an der Rückseite der Spiegelplatte ermöglicht, während
die Verklebung nicht in Axialrichtung, sondern längs Mantelflächen mit
Halterungs-Hülsen lineare Beziehungen zwischen der Stellglied-Ansteuerung
und der örtlich zugeordneten Spiegelflächen-Verformung fördert,
also kompliziertes Regelkreisverhalten bei der Spiegelsteuerung vermeidet.
Andererseits erbringt die relativ großflächige Mantelflächenverklebung
zwischen Stellglied oder Koppelglied einerseits und andererseits
Anschlußhülse eine hinreichend hoch beanspruchbare mechanische
Kopplung zur Aufnahme von Zugkräften, die vorkommen können, wenn
ein Piezo-Stellglied weniger stark ausgesteuert wird als die es umgebenden
Stellglieder. Die Mantelflächen-Verklebung erbringt also die
hohe mechanische Belastbarkeit, ohne stumpfe Klebeverbindungen im
Stirnflächenbereich des Stellgliedes und/oder des Koppelgliedes ausbilden
zu müssen, deren zwangsläufige Elastizität in Druckübertragungsrichtung
nachteilige Dämpfungs- und Laufzeiteinflüsse auf die
elektrische Auslegung des Regelkreises zur Stellglied-Ansteuerung zur
Folge hätte.
Mit dieser mechanisch stabilen und steifen, konstruktiv einfach herstellbaren
Ankopplung eröffnen sich auch sinnvolle Möglichkeiten einer
Feinjustage hinsichtlich der Vorgabe einer Vorspannung des Andruckes
der nicht elektrisch angesteuerten Stellglieder gegen die Spiegelplatte.
Denn Empfindlichkeitseinbußen (hinsichtlich der Ankopplung eines
Stellgliedes an den zugeordneten rückwärtigen Bereich der verformbaren
Spiegelfläche) infolge von Elastizitäts- und von Hysterese-Einflüssen
aufgrund zwischengeschalteter und alterungsabhängiger Klebeverbindungen
treten nun nicht mehr auf.
Die Unteransprüche sind Gegenstand zusätzlicher Weiterbildungen der
Erfindung, und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung ergeben
sich aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung
auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maßstabsgerecht
skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen
Lösung.
Fig. 1 einen verformbaren Kompensationsspiegel im Querschnitt,
mit Hülsen-Verbindungen zwischen rückwärtig
angeformten Zapfen und darauf abgestützten Stellgliedern,
Fig. 2 in rückwärtiger Schrägansicht die Anordnung von
Zapfen auf der Rückseite einer Spiegelplatte
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für eine
Spiegelplatte gemäß Fig. 1 oder Fig. 2, hier mit
von Entkopplungsmassen umgebenden Hohlzapfen,
in abgebrochener Querschnittsdarstellung,
Fig. 4 in rückwärtiger Daraufsicht einen Ausschnitt aus einer
Spiegelplatte gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 in Querschnittsdarstellung entsprechend Fig. 3
eine Verbund-Spiegelplatte.
Wie im einzelnen in der oben zitierten älteren Patentanmeldung
der Anmelderin dargelegt, liegt im Strahlengang 3
die deformierbare Spiegelfläche 8 eines MDA-Kompensationsspiegels
9. Dieser dient, durch Beeinflussung der optischen
Gegebenheiten in den entsprechenden Querschnittsbereichen
des Strahlenganges 3, einem Ausgleich von Verzerrungen,
die die Strahlengeometrie beim Durchgang durch die Atmosphäre
erfährt, um die Strahlenenergie in einem möglichst
eng begrenzten Brennfleck auf einem Ziel konzentrieren
zu können.
Für die Verformung der Spiegelfläche 8 (durch Versatz einzelner
ihrer Bereiche gegeneinander in Richtung der Normalen auf
die Spiegelfläche 8) sind rückwärtig, zwischen der
Spiegelfläche 8 und einem Widerlager 19, Linear-Stellglieder 18
eingespannt. Diese erfahren je nach ihrer elektrischen Ansteuerung
eine Längsänderung zur entsprechenden Ausbeulung
des davorliegenden Bereiches der Spiegelfläche 8. Vorzugsweise
handelt es sich bei den Stellgliedern 18 um Piezo-Säulen,
weil diese eine gut-lineare Ansprechcharakteristik bei hoher
Ansprech-Grenzfrequenz aufweisen und hohe sowie reproduzierbare
Druckkräfte hinter der Spiegelfläche 8 einbringen lassen.
Für solche definierte Verformung der Spiegelfläche 8 ist ein
möglichst punktförmiger Angriff der Stellglieder 18 hinter
ihr anzustreben. Hierfür ist die Spiegelfläche 8 an der
Vorderseite einer dünnen Spiegelplatte 31 ausgebildet, an
deren Rückseite 32 vergleichsweise dünne Zapfen 33 vorgesehen,
nämlich (worauf unten noch näher eingegangen wird) einstückig
ausgebildet sind. Der Durchmesser der Zapfen 33
ist im Beispielsfalle der Fig. 1 und Fig. 2 etwas größer als
die Dicke der Spiegelplatte 31, liegt aber in derselben
Größenordnung (von einigen Millimetern im Falle eines
Durchmessers der Spiegelplatte in der Größenordnung von
beispielsweise 150 mm bis 250 mm). Die Druckeinleitungspunkte
für die Stellglieder 18 in die Spiegelplatte 31 sind
konstruktiv also durch deren relativ dünnen, rückwärtig
mit ihren Stirnflächen 34 frei vorstehenden Zapfen 33
gegeben.
Stellglieder 18 geringen Durchmessers können direkt stumpf
auf die Zapfen-Stirnfläche 34 aufgesetzt sein. Bei Stellgliedern
18 größeren Durchmessers ist es zweckmäßig, wie
in Fig. 1 berücksichtigt, konische Koppelstücke 35 zur
geometrischen Anpassung und damit optimalen Krafteinleitung
hinter der Spiegelfläche 8 zwischenzufügen. Anzustreben
ist nämlich, daß der bezüglich der Spiegelfläche 8 wirksame
Krafteinleitungsquerschnitt aufgrund des geringen Durchmessers
der Zapfen 33 im Vergleich zum Durchmesser der Spiegelplatte 31
und im Vergleich zum gegenseitigen Abstand der Zapfen 33
möglichst punktförmig ist.
In Druckübertragungsrichtung ist zwischen den Stellgliedern 18
und der Spiegelplatten-Rückseite 32, also den zugeordneten
Zapfen 33, kein nichtstarres mechanisches Kopplungsmittel
und insbesondere kein Klebstoff erforderlich, weil die auf
Zug beanspruchbare mechanische Verbindung zwischen Stellglied 18
und Zapfen 33 längs deren Mantelflächen, bei diesem Ausführungsbeispiel
längs der Innenmantelfläche einer Hülse 36,
herstellbar ist. Diese Hülse kann, wie in der Zeichnung
berücksichtigt, im Axial-Längsschnitt trichterförmig ausgebildet
sein, wenn zwischen einem Zapfen 33 und dem eigentlichen Stellglied
18 ein konisches Koppelstück 35 zur Querschnitts-Anpassung
angeordnet ist. Die Hülse 36 kann aufgeschrumpft sein; am
einfachsten ist sie aber längs der benachbarten Mantelflächen
mit dem Stellglied 18 und dem Zapfen 33 verklebt; wobei die
Verbindungs-Hülse 36 (und die Länge des Zapfens 33) so lang
ausgelegt ist, daß die in paralleler Scherrichtung erforderliches
Klebefläche für die Zugkraftaufnahme und -überleitung längs der
Innenwandung der Hülse 36 gewährleistet ist. Die in Druckrichtung
orientierte Kopplung vom Stellglied 18 zum Zapfen 33
und damit zum zugeordneten Bereich der Spiegelplatte 31 bzw.
der Spiegelfläche 8 bleibt also aufgrund des direkten stumpfen
Verbindungsstoßes frei von Klebematerial; und damit frei von
der Krafteinleitung in die Platte 31 dämpfenden Massen, die
andernfalls wegen des Erfordernisses, Dämpfungserscheinungen
und möglicherweise auch Laufzeiterscheinungen berücksichtigen
zu müssen, zu einer komplizierten Struktur des Regelkreises
für die Kompensationsansteuerung der Spiegelfläche 8 führen
würden.
Daß die bei Zugeinleitung auf Scherung beanspruchte ringspaltförmige
Klebefläche eine gewisse Elastizität aufweist, stört nicht,
weil diese wegen des dünnen Klebespaltes sehr gering ist; und
außerdem erbringt das eine sogar wünschenswerte mechanische
Entkopplung zwischen einem stark angesteuerten Stellglied 18
und einem benachbarten, weniger stark angesteuerten
(und deshalb auf Zug beanspruchten) Stellglied 18 mit
entsprechend stetig-ausgeglichenem Ausbeulungs-Verlauf
der Spiegelfläche 8 zwischen den benachbarten, rückwärtigen
Angriffspunkten der Stellglieder 18.
Wie in Fig. 1 berücksichtigt, liegt zur Druckkrafteinleitung
eines Stellgliedes 18 in die Spiegelplatte 31 zweckmäßigerweise
in Serie mit einem kurzen Modulations-Stellglied 18m
ein separates, mehrfach so langes Korrektur-Stellglied 18k
sowie eine rückwärtige Abstützung 37. Hinter dieser ist
ein Justagemittel 38 angeordnet, vorzugsweise in Form
eines im Spiegel-Widerlager 19 geführten Schraubenbolzens 39
mit Kontermutter 40, um die mechanische Vorspannung der
einzelnen Stellglieder 18 individuell justieren und dabei
beispielsweise der Spiegelfläche 8 eine stationäre Basis-Verformung
in Anpassung an andere im Strahlengang 3 liegende
optische Einflußgrößen geben zu können; vgl. im Detail die heutige
Parallelanmeldung "Verformbarer Spiegel" der Anmelderin.
Die Spiegelplatte 31 ist über eine umlaufende Gummidichtung 41
ein einem Stirnflansch 42 eines Hohlzylinders 43 gehaltert,
der rückwärtig unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung
44 das Widerlager 19 für die Stellglieder 18 trägt.
Der Raum in dem Hohlzylinder 43, also um die Stellglieder 18
herum zwischen dem Widerlager 19 und der Spiegelplatte 31,
ist vorzugsweise mit einer elektrisch isolierenden und
relativ hoch-viskosen sowie möglichst gut wärmeleitenden
Flüssigkeit 45, wie etwa Öl, gefüllt. Diese dient einerseits
einer mechanischen Dämpfung der unter Einfluß der Ansteuerung
der Stellglieder 18 auftretenden mechanischen Bewegungen in
der Spiegelplatte 31, andererseits der Ableitung der dabei
und durch den Einfall der Strahlen in die Spiegelfläche 8
entstehenden Wärme; und außerdem der elektrischen Isolierung
zwischen den mit relativ hohen Spannungen angesteuerten
Piezo-Stellgliedern 18.
Zur Entkopplung zwischen den Stellgliedern 18 und zur
Aufnahme der Druckschwankungen in der relativ imkompressiblen
Flüssigkeit 45 können Gaspolster 46 dienen, die beispielsweise
in Form von Gittern aus geschlossenporigem
Kunststoff zwischen den Stellgliedern 18 angeordnet sind.
Beim Realisierungsbeispiel gem. Fig. 3 weisen die rückwärtig
an die Spiegelplatte 31 angeformten Zapfen 33 in ihrer
Stirnfläche 34 einen koaxialen Hohlraum 47 auf, der sich
vorzugsweise sogar bis in die Platte 31 und damit von rückwärts
bis dicht an die Spiegelfläche heran erstreckt.
In diesen Hohlraum 47 greift ein geometrisch entsprechend
angepaßtes Koppelstück 35 hinein, so daß dessen Druckübertragungs-Spitze
48 zur punktförmigen Krafteinleitung dicht
hinter der Spiegelfläche 8 führt.
Die Funktion der Hülse 36 (gemäß Fig. 1) wird hier also
im Bereiche des Zapfens 33 von der Wandung seines Hohlraumes
47 übernommen. Vorzugsweise ist der Hohlraum 47 oder der
eingreifende Bereich des Koppelstückes 35 im Längsschnitt
derart profiliert, daß sich ein zur Stirnfläche 34 konisch
sich aufweitender Klebespalt 49 zwischen Hohlraum 47 und
eingreifendem Koppelstück 35 ergibt. Das erbringt den
Vorteil, durch eine dünne Klebeschicht im Bereiche der
Platten-Rückseite 32 eine starre Ankopplung des Koppelstückes
35, dagegen in Richtung auf die Zapfen-Stirnfläche 34
eine zunehmend elastischere Ankopplung zu erzielen; wodurch
eine mechanische Überkopplung zu einem benachbarten Zapfen 33
über Kraftschlüsse längs der Außenwandung eines Zapfens
33 und die Platten-Rückseite 32 vermindert wird. Denn
angestrebt wird eine kreissymetrische Ausbildung der Ausbeulung
der Spiegelfläche 8 um die Krafteinleitungs-Spitze
48 herum mit im Querschnitt gemäß einer Gaußschen Verteilungskurve
abklingender Ausbeul-Amplitude, was in der
Praxis aber gestört wird durch die Krafteinleitungs-Gegebenheiten
von den benachbarten Zapfen 33.
Die Spiegelplatte 31 mit den rückwärts angeformten
Zapfen 33 und ihrer Spiegelfläche 8 kann spannend (beispielsweise
aus dem Vollen gefräst) oder spanlos (beispielsweise
als Gußteil) gefertigt sein; vorzugsweise
besteht sie aus Kupfer, weil dieses günstige Reflexionseigenschaften
für Infrarot-Strahlung bei guten Wärmeableiteigenschaften
aufweist. Außerordentlich gute
Reflexionseigenschaften weist eine metallische Spiegelplatte
31 auf, in der keine Korngrenzen vorliegen, die
also als Einkristall aufgewachsen ist; günstigstenfalls
bedarf ihre Spiegelfläche 8 nicht einmal einer Politur.
In diesem Falle ist es besonders zweckmäßig, rückwärtig
an die Platte 31 gleich die Zapfen 33 anwachsen zu lassen,
also auch zu den Zapfen 33 hin jegliche Korngrenzen zu
vermeiden; denn dadurch werden Gitterstörungen vermieden,
die sonst an der Spiegelfläche 8 zu einer Beeinträchtigung
der Reflexionswirkung führen würden, und eine solche
einkristalline Struktur der Platte 31 mit rückwärtigen
Zapfen 33 zeigt auch besonders günstige Eigenschaften
hinsichtlich der regionalen Verformung nach Maßgabe
örtlicher rückwärtiger Krafteinleitungen. Beim einkristallinen
Aufwachsen der Zapfen 33 auf die Platten-Rückseite 32
werden zweckmäßigerweise durch entsprechende Keimrichtungs-Umlenkungsmaßnahmen
geschwungene Wurzelbereiche 50 am
Übergang von der Platten-Rückseite 32 zur zylindrischen
Außenwandung der Zapfen 33 ausgebildet, um hier scharfe
Knickstellen und damit Materialermüdungserscheinungen
aufgrund der Wechselkrafteinleitungen von den Stellgliedern
18 möglichst zu vermeiden. Vorzugsweise verläuft
ein solcher geschwungener Wurzelbereich 50 nicht kreissymetrisch
um die Achse eines Zapfens 33, sondern in
verschiedenen Richtungen oval verzerrt und damit
kleeblattähnlich auf der Platten-Rückseite 32, wie durch
die Prinzipdarstellung der Fig. 4 zum Ausdruck gebracht.
Dadurch ist die (Zug-)Krafteinteilung von einem Koppelstück
35 über den umgebenden Hohl-Zapfen 33 in die Rückseite 32
der Spiegelplatte 31 nicht kreissymetrisch; wodurch sich die
Anisotropie der mechanischen Eigenschaften (insbesondere
des Elastizitätsmoduls) der einkristallinen Metall-Platte 31
weitgehend kompensieren läßt, die sonst trotz punktförmiger
Krafteinleitung zu nicht-punktsymetrischer Verformung,
und damit nicht zur gewünschten Ausbeulgeometrie der Spiegelfläche
8, führen kann. Ausbildung und Orientierung solcher
nicht-kreisförmigen Wurzelbereiche 50 sind danach auszulegen,
wie die Kristallgitter-Elementarwürfel im konkreten Falle in
der einkristallin aufwachsenden Platte 31 orientiert sind
(was mit den bekannten Mitteln der Kristallographie und Werkstoffkunde
feststellbar ist).
Wie in Fig. 3 durch die Kreuzschraffur angedeutet, kann zur
weiteren Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Zapfen 33
- trotz möglichst weichen, nämlich leicht verformbaren
Materials für die Platte 31 - und insbesondere zur Vermeidung
von Sprödbruch-Erscheinungen im Wurzelbereich 50 vorgesehen
sein, nach dem einkristallinen Aufwachsen der Platte 31 mit
nicht verunreinigtem Grenzbereich der Spiegelfläche 8, der
Schmelze einen Legierungsstoff wie insbesondere Beryllium
(in der Größenordnung zwischen 1% und 2%) zuzusetzen;
um den Angriffspunkt der Koppelstück-Spritze 48 herum und
damit im Zapfen-Wurzelbereich 50 sowie bei den Zapfen 33
selbst, ein legiertes und dadurch mechanisch höher beanspruchbares
Material auf der Gitterstruktur des Materials
der Spiegelfläche 8 zu erhalten.
Das verstärkt auch die Kompensationswirkung eines in der
Draufsicht vor der Kreisform abweichenden, strukturierten
Wurzelbereiches 50 (Fig. 4).
Wie in Fig. 3 berücksichtigt, kann es zweckmäßig sein,
die Querschnittsgeometrie und damit die Masse der Spiegelplatte
31 regional zu verändern, um dadurch eine Entdämpfungs-Kopplung
für die mechanischen Schwingungen zu
erzielen, die sich von den einzelnen Zapfen 33 zu den
benachbarten Zapfen 33 ausbreiten, bzw. die am Plattenrand
51 reflektiert werden.
Solche Entkopplungsmassen bestehen insbesondere aus Wülsten 52,
die sich über die Platten-Rückseite 32 längs des
Randes 51 und um die Zapfen 33 herum erstrecken. Dabei
brauchen diese Entkopplungs-Wülste 52, wie in Fig. 4 berücksichtigt,
nicht kontinuierlich durchlaufend ausgebildet
zu sein; es genügt die Ausbildung in Form einer Folge von
einzelnen Höckern 53.
Wie ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich, ist es zweckmäßig,
in der Verbindungslinie zwischen einander benachbarten
Zapfen 33 größere Entkopplungsmaßnahmen in Form von beispielsweise
höheren oder breiteren Höckern 53 auszubilden,
als in Bereichen, in denen der nächst-benachbarte Zapfen 33
weiter entfernt ist. Eine mechanische Feinabstimmung kann
einfach über regionale Massenverringerung, beispielsweise
durch Abarbeiten bestimmter Höcker 53, erfolgen. Entgegen
der vereinfachten Darstellung in Fig. 4 muß der Verlauf
der Entkopplungswülste 52 nicht konzentrisch-kreisförmig
um die jeweiligen Zapfen 33 sein; in Anpassung an die Verteilungs-Geometrie
der Zapfen 33 auf der Platten-Rückseite 32
kann es sogar zweckmäßiger sein, einen polygonen Verlauf
und damit eine wabenförmige Struktur der Gesamtheit der
Entkopplungs-Wülste 52 auf der Platten-Rückseite 32 auszubilden.
Wie in Fig. 3 berücksichtigt, werden wenigstens einige
solcher Wülste 52 bzw. Höcker 53 zweckmäßigerweise dafür
ausgelegt und benutzt, die Gitterstrukturen der Gaspolster 46,
zur mechanischen Entkopplung der Stellglieder 18 über die
Dämpfungs-Flüssigkeit 45, zu haltern.
Statt der zusätzlichen Dämpfungsmassen in Form der einzelnen
Höcker 53 oder umlaufenden Wülste 52 an der Platten-Rückseite 32
oder zusätzlich zu diesen Maßnahmen können für die mechanische
Entkopplung der aneinander benachbarten Zapfen 33 auftretenden
Krafteinleitungen auch Schwächungen des Materials der Platte 31
vorgesehen sein, wie insbesondere in der Platten-Rückseite 32
verlaufende Gräben 54. Auch diese können wieder - entgegen der
vereinfachten Darstellung in Fig. 4 - ein wabenförmiges Muster
nach Maßgabe der geometrischen Verteilung der Zapfen 33
aufweisen.
Im Interesse einer mechanisch - zumal auch im Hinblick auf
die lokalen Wechsel beanspruchten - möglichst stabilen Spiegelplatte
31, bei möglichst geringen von den Stellgliedern 18
zu bewegenden Massen, kann gemäß der Prinzipdarstellung der
Fig. 5 auch eine Verbund-Spiegelplatte 31 vorgesehen sein.
Bei dieser ist eine als die Spiegelfläche 8 dienende Folie
55 aus Metall, vorzugsweise wieder aus Kupfer, starr auf
der Vorderfläche 56 einer Träger-Platte 31 mit rückwärtig
ausgebildeten Zapfen 33 befestigt.
Diese ist aus faserverstärktem Strukturwerkstoff erstellt, wobei
der günstigeren Wärmeableitungseigenschaften wegen als
Verstärkungsmaterialien Metallfasern oder Kohlefasern
günstiger sind als Glasfasern. Durch kegelförmige Orientierungen
57 und ringförmige Orientierungen 58 der Fasern, insbesondere
im Wurzelbereich 50 des Überganges vom Zapfen 33 zur Platte
31, läßt sich die geometrische Charakteristik der Krafteinleitung
und damit die Verformung der Spiegelfläche 8
nach Maßgabe der Korn- oder Gitterorientierung der Folie 55
beeinflussen und dabei zugleich eine gewisse Entkopplung
zu den vom benachbarten Zapfen 33 herrührenden Einflußgrößen
realisieren.
Im übrigen kann für diese Entkopplung wieder eine Struktur
der Platten-Rückseite 32 entsprechend Fig. 3, also mit
Wülsten 52 und Gräben als Masse-Barrieren zwischen benachbarten
Zapfen 33 und zum Rand 51, vorgesehen sein.
Eine noch weitergehende Entkopplung ist dadurch hervorrufbar,
daß die Spiegelfläche 8 aus facettenförmig nebeneinander
angeordneten Folien 55 besteht, die je einem Zapfen 33 zugeordnet
sind. Die dünnen Schlitze zwischen den einzelnen
Folien 55, also die jeweilige Facettengrenze 59, stört zwar die
Normalverteilung des Abklingens einer punktförmigen Ausbeulung
im Zentrum vor einem Zapfen 33, wirkt andererseits aber
insbesondere als Barriere gegen Verformungsbeeinflussungen
vom benachbarten Zapfen 33.
Da die Lage dieser Facettengrenzen 59 bezüglich der
Anordnung der Zapfen 33 fest vorgesehen ist, kann im übrigen
die Amplitudenstörung durch entsprechende Orientierung
57, 58 des Verlaufes der Verstärkungsfasern im Strukturwerkstoff
der Spiegelplatte 51 weitgehend kompensiert werden.
Claims (6)
1. Verformbarer Spiegel (9), insbesondere für die Kompensation von atmosphärischen
Störeinflüssen auf die Ausbreitung von Hochenergie-Laserstrahlen,
mit einer Anzahl von hinter seiner Spiegelfläche
(8) angeformten Zapfen (33) für koaxialen Anschluß von Stellgliedern
(18) mittels in Hülsen (36) bei den Zapfen (33) eingreifender
Koppelstücke (35),
dadurch gekennzeichnet,
daß Piezosäulen-Stellglieder (18) über konische Koppelstücke (35)
axial unmittelbar gegen die Zapfen (33) eingespannt und peripher
mittels übergreifender Hülsen (36) verklebt sind.
2. Spiegel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß hohle Zapfen (33) zugleich als die Hülsen (38) ausgebildet
sind, an deren Grund die Koppelstücke (35) abgestützt sind.
3. Spiegel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die periphere Verklebung mit den Hülsen (36) jeweils ein
dünner Ring-Spalt (49) zur Aufnahme von Klebematerial freigespart
ist, der zum Spiegel (9) hin eine geringere Weite aufweist, als zum
Stellglied (18) hin.
4. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Hülsen (38) eingreifenden Koppelstücke (35) mit
Druckübertragungs-Spitzen (48) in Hohlräume (47) hinter der Spiegelfläche
(8) eingreifen.
5. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am von seiner Spiegelfläche (8) abgelegenen Ende des Stellgliedes
(18) ein Widerlager (19) für ein Justagemittel (38) für die
axiale Vorspannung des Stellgliedes (18) vorgesehen ist.
6. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Raum zwischen der Spiegelplatte (31) und dem Stellglied-Widerlager
(38) ein elektrisch isolierendes Fluid (Flüssigkeit 45
oder Gaspolster 46) guten Wärmeleitvermögens eingeschlossen ist.
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DE3502025C2 true DE3502025C2 (de) | 1991-10-31 |
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GB (1) | GB2170323B (de) |
IL (1) | IL77550A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202013103001U1 (de) * | 2013-07-08 | 2014-10-10 | Zumtobel Lighting Gmbh | Reflexionselement mit einstellbarem Reflexionswinkel |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5243620A (en) * | 1982-08-10 | 1993-09-07 | Wisotzki Juergen | High power reflectors for laser technology |
DE3740515A1 (de) * | 1987-11-30 | 1989-06-08 | Diehl Gmbh & Co | Justiereinrichtung fuer deformierbaren spiegel |
US4844603A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | United Technologies Corporation | Cooled flexible mirror arrangement |
DE3808150A1 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-28 | Diehl Gmbh & Co | Moduliereinrichtung fuer eine verformbare spiegelplatte |
DE3809921A1 (de) * | 1988-03-24 | 1989-10-12 | Diehl Gmbh & Co | Grossflaechiger hochenergie-laserspiegel und verfahren zum herstellen eines solchen spiegels |
US4944580A (en) * | 1988-07-27 | 1990-07-31 | Thermo Electron Technologies Corp. | Active segmented mirror including a plurality of piezoelectric drivers |
US4940318A (en) * | 1988-11-03 | 1990-07-10 | Itek Corporation | Gradient membrane deformable mirror having replaceable actuators |
DE3900467C2 (de) * | 1989-01-10 | 1995-09-07 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | Vorrichtung mit einem Spiegelkopf |
DE3916264A1 (de) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | Diehl Gmbh & Co | Einrichtung zur strahlfuehrung bei der laser-werkstueckbearbeitung |
US4906087A (en) * | 1989-06-16 | 1990-03-06 | Litton Systems, Inc. | Magneto-retractive deformable mirror |
US5037184A (en) * | 1989-12-18 | 1991-08-06 | United Technologies Corporation | Deformable mirror actuator attachment |
US5204784A (en) * | 1990-12-06 | 1993-04-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Deformable mirror with pneumatic actuator pre-load |
DE4108419C2 (de) * | 1991-03-15 | 1995-03-16 | Diehl Gmbh & Co | Einrichtung zur Beeinflussung der Divergenz eines Laserstrahles |
DE4137832A1 (de) * | 1991-11-16 | 1993-05-19 | Kugler Gmbh Feinmechanik & Opt | Vorrichtung zum lagern einer gesteuert deformierbaren platte geringer dicke, insbesondere eines spiegels als reflektionseinrichtung fuer laserstrahlen o. dgl. |
DE4138557A1 (de) * | 1991-11-23 | 1993-05-27 | Diehl Gmbh & Co | Deformierbarer spiegel |
DE4208229A1 (de) * | 1992-03-14 | 1993-09-16 | Krupp Industrietech | Formeinstellbarer teleskopspiegel |
WO1993025929A1 (en) * | 1992-06-08 | 1993-12-23 | United Technologies Corporation | Coaxial integrated deformable mirror actuator/retraction arrangement |
US5210653A (en) * | 1992-06-08 | 1993-05-11 | Schell John D | External actuator for a deformable mirror |
DE4304059A1 (de) * | 1993-02-11 | 1994-08-18 | Diehl Gmbh & Co | Spiegeleinrichtung mit einem deformierbaren Spiegelelement |
US5359252A (en) * | 1993-03-30 | 1994-10-25 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Lead magnesium niobate actuator for micropositioning |
DE9409869U1 (de) * | 1994-06-17 | 1995-10-12 | Diehl GmbH & Co, 90478 Nürnberg | Deformierbarer Spiegel, insbesondere für eine Laserstrahl-Materialbearbeitungseinrichtung |
DE19725353B4 (de) * | 1997-06-16 | 2004-07-01 | Trumpf Gmbh & Co. | Einrichtung zur Strahlbeeinflussung eines Laserstrahls |
DE19909450A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-07 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Aktor |
DE10002437A1 (de) * | 2000-01-21 | 2001-08-16 | Bosch Gmbh Robert | Piezoaktor |
TW504425B (en) | 2000-03-30 | 2002-10-01 | Electro Scient Ind Inc | Laser system and method for single pass micromachining of multilayer workpieces |
DE10160893A1 (de) | 2001-12-12 | 2003-07-17 | Diehl Munitionssysteme Gmbh | Verformbarer Spiegel |
US6803994B2 (en) * | 2002-06-21 | 2004-10-12 | Nikon Corporation | Wavefront aberration correction system |
US6897940B2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-05-24 | Nikon Corporation | System for correcting aberrations and distortions in EUV lithography |
US20050236915A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-10-27 | Nikon Corporation | Electromagnetic force actuator |
US8292441B2 (en) | 2009-02-10 | 2012-10-23 | Optical Physics Company | Deformable mirror |
FR2958415B1 (fr) * | 2010-04-06 | 2012-08-17 | Alpao | Miroir deformable a faible empreinte de collage et procede de fabrication d'un tel miroir |
GB2490143B (en) * | 2011-04-20 | 2013-03-13 | Rolls Royce Plc | Method of manufacturing a component |
WO2014114405A2 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Asml Netherlands B.V. | Projection system, mirror and radiation source for a lithographic apparatus |
CN110764211B (zh) * | 2019-10-21 | 2021-06-22 | 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 | 密集点阵分布的螺纹调节夹持机构 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3620606A (en) * | 1968-03-10 | 1971-11-16 | Nasa | Optical system support apparatus |
US4295710A (en) * | 1979-09-04 | 1981-10-20 | Rockwell International Corporation | Deformable mirror with dither |
US4408832A (en) * | 1981-12-07 | 1983-10-11 | United Technologies Corporation | Mirror adjusting fixture |
US4500170A (en) * | 1982-06-14 | 1985-02-19 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Gravity and temperature compensating reflector support actuator |
DE3422232A1 (de) * | 1984-06-15 | 1985-12-19 | Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg | Verfahren und einrichtung zur ziel-suche und ziel-nachfuehrung mittels eines fokussierbaren strahles |
FR2584824B1 (fr) * | 1985-07-10 | 1987-09-25 | Commissariat Energie Atomique | Miroir deformable |
-
1985
- 1985-01-23 DE DE19853502025 patent/DE3502025A1/de active Granted
-
1986
- 1986-01-09 IL IL77550A patent/IL77550A/xx unknown
- 1986-01-20 GB GB8601260A patent/GB2170323B/en not_active Expired
- 1986-01-21 US US06/821,064 patent/US4679915A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-01-21 FR FR868600758A patent/FR2576426B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202013103001U1 (de) * | 2013-07-08 | 2014-10-10 | Zumtobel Lighting Gmbh | Reflexionselement mit einstellbarem Reflexionswinkel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8601260D0 (en) | 1986-02-26 |
GB2170323B (en) | 1989-06-14 |
FR2576426A1 (fr) | 1986-07-25 |
DE3502025A1 (de) | 1986-07-24 |
GB2170323A (en) | 1986-07-30 |
FR2576426B1 (fr) | 1990-04-27 |
IL77550A (en) | 1989-10-31 |
US4679915A (en) | 1987-07-14 |
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