DE3628339A1 - Gekuehlter verformbarer spiegel - Google Patents
Gekuehlter verformbarer spiegelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen gekühlten verformbaren Spiegel,
wie er z. B. in optischen Systemen mit Lasern Verwendung
findet, die eine hohe Energieflußdichte aufweisen.
Solche Spiegel dienen zum Ablenken von Laserstrahlen in
eine gewünschte Richtung, zum Korrigieren von Wellenfrontverzerrungen,
als Wellfront-Fasenmodulator oder z. B. zum
Codieren von Wellenfronten durch Einfügen vorgegebener Verzerrungen.
Es ist nicht möglich, derartige Spiegel so auszugestalten,
daß sie die gesamte Laserstrahlung reflektieren. Vielmehr
absorbieren sie einen kleinen Teil der Strahlung, was zur
Überhitzung der Spiegelfläche und des Trägers aufgrund der
hohen Flußdichte des Laserstrahles führen kann. Die Erhitzung
kann zu unerwünschter Verbiegung der Oberfläche und sogar
zur Zerstörung des Spiegels und seines Trägers führen.
Spiegel für die genannten Zwecke sind z. B. aus der
US-PS 39 04 274 und der US-PS 42 57 686 bekannt. Aus weiteren
Schriften ist auch bekannt, daß solche verformbaren
Spiegel gekühlt sein können.
In der US-PS 41 43 946 ist ein verformbarer Spiegel mit
elektromagnetischen Stellgliedern zum Einstellen der Verbiegung
einer durchgehenden Frontplatte bekannt. Ein Kühlmittel
wird auf die Rückseite der Frontplatte aus mehreren Düsen
aufgesprüht. Das Ausmaß der Kühlung hängt von der Größe
der Düsen, ihrer Entfernung von der Frontplatte und dem
Druck des Kühlmittels ab.
Aus der US-PS 42 02 605 ist ein gekühlter Spiegel mit Spiegelsegmenten
bekannt, von denen jedes über ein ihm zugeordnetes
piezoelektrisches Stellglied verstellt wird. Das Kühlmittel
wird jeweils über das Stellglied einem Spiegelelement
zugeführt und wieder abgeführt. Dazu ist jedes Stellglied
über zwei Kühlmittel-Versorgungsleitungen mit einem
Verteiler verbunden, der das Kühlmittel verteilt und wieder
sammelt.
Aus der US-PS 42 39 343 ist ein verformbarer Spiegel mit
einem Leitungssystem aus dünnwandigen Kupferröhren bekannt,
durch die Kühlmittel geleitet wird. Das Leitungssystem
durchquert Räume oberhalb mehreren sphärischen piezoelektrischen
Stellgliedern, die den Spiegel tragen und örtlich verstellen.
Es hat sich gezeigt daß durch das Aufsprühen von Kühlmittel
unter hohem Druck auf die Rückseite eines Spiegels Schwingungen
und Verformungen des Spiegels hervorruft, was zu unerwünschten
Verzerrungen in der Wellenfront des reflektierten
Laserstrahles führen kann. Der Druck hängt vom Querschnitt
und der Länge des Weges ab, entlang dem das Kühlmittel
den Spiegel kühlen muß, und er hängt auch direkt von
der Menge abzuführender thermischer Energie ab. Wenn das
Kühlmittel unter niedrigem Druck durch das Spiegelsystem geführt
wird, um druckinduzierte Schwingungen und Verzerrungen
zu vermeiden, kann dies dazu führen, daß nur ungenügend
thermische Energie abgeführt werden kann und dadurch der
Spiegel unzulässig stark erhitzt wird.
Der erfindungsgemäße gekühlte verformbare Spiegel ist durch
die Merkmale des Hauptanspruchs gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Spiegel weist einen solchen Aufbau
auf, daß mehrere Kühlmittelströme zugeführt werden, die jeweils
nur einen kleinen Bereich der Spiegeloberfläche kühlen.
Dies ist dadurch möglich, daß die Frontplatte des Spiegels
abhängig von der Größe des Spiegels einen oder mehrere
jeweils relativ kleine Hohlräume aufweist, denen Kühlmittel
jeweils über ein Stellglied zugeführt und über ein anderes
Stellglied wieder entnommmen wird.
Dieser Aufbau gewährleistet, daß nicht nur die Frontplatte
des Spiegels gut gekühlt werden kann, sondern daß auch die
Stellglieder immer ausreichend gekühlt sind. Der Kühleffekt
des gesamten Spiegelaufbaus ist gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung noch verbessert, wenn auch eine Grundplatte
verwendet wird, durch die das Kühlmittel strömt.
Aufgrund der kurzen und zahlreichen Kühlwege kann der Kühlkreislauf
mit niedrigem Druck betrieben werden, wodurch die
eingangs genannten vom Kühlmittel hervorgerufenen Schwingungen
und Verformungen des Spiegels vermieden sind. Ein anderer
Vorteil ist der, daß eine am Rand verlaufende Verteileranordnung
entfallen kann, was bei bekannten Spiegeln zu
einem unerwünschten Versteifen im Randbereich führte, wodurch
dort die Verformbarkeit des Spiegels litt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher
veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines gekühlten verformbaren
Spiegels;
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des
Spiegels gemäß Fig. 1, jedoch mit einer geringeren
Anzahl von Stellgliedern;
Fig. 2A eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite
der oberen Platte einer Frontplatte innerhalb der
Anordnung gemäß Fig. 2;
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht des Inneaufbaus
eines gekühlten verformbaren Spiegels;
Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch den Spiegel gemäß
Fig. 3;
Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht durch einen Abstützfuß
mit Versteifungsflächen; und
Fig. 6 einen Teilquerschnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines gekühlten verformbaren Spiegels
mit einem integral aufgebauten Kühlverteiler in
der Frontplatte.
Der Spiegel gemäß der ersten Ausführungsform von Fig. 1
weist einen Grundplatten-Verteiler 10 und eine Spiegel-
Frontplatte 12 auf. Die Frontplatte 12 verfügt auf einer
Seite über eine reflektierende Oberfläche 14, die poliert
und/oder beschichtet ist, um einen auftreffenden Laserstrahl
zu reflektieren. Sie ist mit dem Grundplatten-Verteiler
10 über mehrere Stellglieder 16 verbunden. Dem Grundplatten-
Verteiler 10 wird über eine Leitung 18 Kühlmittel
zugeführt und über eine Leitung 20 tritt dieses wieder aus
ihm aus. Die Leitungen können steif oder flexibel sein und
sie können auf beliebige Weise mit dem Verteiler 10 verbunden
sein.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß der Grundplatten-Verteiler 10
aus einer unteren Grundplatte 22, einer oberen Grundplatte
24 und einer Deckplatte 26 besteht. Die untere Grundplatte
22 weist mehrere Stützen 28 auf, die, wie dies aus Fig. 4
erkennbar ist, teilweise zum Tragen der oberen Grundplatte
24 dienen. Wie aus den Fig. 3 und 4 weiter erkennbar
ist, sind auch Leitungsstützen 30 mit jeweils einer Öffnung
32 vorhanden, durch die Kühlmittel in den Grundplatten-Verteiler
10 eingeführt wird. Die untere Grundplatte 22 verfügt
weiterhin über eine Öffnung 34, aus der das Kühlmittel
aus ihr ausfließt. Die obere Grundplatte 24 liegt über der
unteren Grundplatte 22 und wird von den Stützen 28 und der
Leitungsstütze 30 gehalten. Sie weist eine Öffnung 36 auf,
die mit der Öffnung 32 in der Leitungsstütze 30 ausgerichtet
ist, so daß das Kühlmittel durch die Öffnung 36 hindurchfließen
kann. Sie verfügt weiterhin über mehrere Stützen
38 mit Öffnungen 40. Sie wird durch die Deckplatte 26
abgedeckt, die auf den Stützen 38 liegt. Die Deckplatte 26
weist mehrere Öffnungen 42 auf, durch die hindurch das Kühlmittel
in Stellglieder 16 eintritt. Der Grundplatten-Verteiler
10 verfügt über eine Außenwand 43, die aus einer
Außenwand 44 a der unteren Grundplatte 22, einer Außenwand
43 b der oberen Grundplatte 24 und der Außenwand 43 c der
Deckplatte 26 gebildet ist. Aufgrund der Außenwand 43 kann
das Kühlmittel nicht aus dem Grundplatten-Verteiler 10 austreten.
Die Abmessungen der unteren Grundplatte 22, der oberen
Grundplatte 24 und der Abdeckplatte 26 sind so gewählt, daß
in zusammengesetztem Zustand eine stabile Grundplatte für
die Stellglieder 16 und die Frontplatte 12 gebildet ist,
welche Grundplatte sich auch dann nicht verbiegt, wenn die
Stellglieder 16 Längenänderungen unterworfen werden. Für
eine Spiegeloberfläche mit etwa 75 mm Durchmesser, ist die
Dicke von unterer Grundplatte 22 und Stützen 28 etwa 25 mm,
die Dicke von oberer Grundplatte 24 mit Stützen 38 ebenfalls
etwa 25 mm und die Dicke der Abdeckplatte 26 etwa
12 mm.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform besteht
jedes Stellglied 16 aus einem Stapel piezoelektrischer
Schichten 44, die durch zwischengelagerte Elektroden voneinander
getrennt sind. Der Aufbau eines solchen Stellgliedes
ist z. B. in der US-PS 42 57 676 genauer beschrieben. Die
dort angegebenen Stellglieder bestehen aus Bleizirkonattitanat
(PZT); sie können jedoch aus jedem Material gebildet
sein, das bei Spannungsänderung eine Längenänderung erfährt,
wie z. B. aus Bleimagnesiumniobat (PMN) oder Bariumtitanat.
Der im genannten Patent beschriebene Stellgliedblock
wird in einzelne Stellglieder unterteilt, von denen
jedes etwa 3 mm breit, 3 mm tief und 10 mm hoch ist. Elektrische
Signale werden den Stellgliedern 16 auf herkömmliche
Weise zugeführt, wie dies z. B. in den US-Patenten
42 57 686 und 39 04 274 beschrieben ist.
Örtliches Verformen der Frontplatte 12 wird dadurch
erzielt, daß an einen oder an mehrere der Stellglieder 16
elektrische Signale angelegt werden, damit Längenänderungen
der Stellglieder auftreten. Diese üben zwischen dem Grundplatten-
Verteiler 10 und der Frontplatte 12 über Stützfüße
46 an einer unteren Platte 48 an der Frontplatte 12 Kräfte
aus. Die Stellglieder 16 sind mit der Deckplatte 26 und den
Stützfüßen 46 auf eine beliebige herkömmliche Weise verbunden, die jedoch gewährleistet, daß Kühlmittel ohne Leck die
Verbindungsstellungen passiert. Die Verbindungen können entweder
über eine Fritte oder einen Epoxykleber hergestellt
sein.
In den Stellgliedern 16 sind durch Bohren oder auf andere
Art und Weise Durchgangslöcher 50 ausgespart, durch die
Kühlmittel vom Grundplatten-Verteiler 10 in die Frontplatte
12 eintreten kann. Die Durchgangslöcher 50 weisen vorzugsweise
einen Durchmeser von etwa 1 bis 2 mm auf. Sie sind
mit einer Dichtschicht 52 beschichtet, die verhindert, daß
Kühlmittel in die Stellgliedschichten 44 eindringt. Die
Dichtschicht 52 kann aus einem dielektrischen Material bestehen,
mit dem die Wand jeder Durchgangsöffnung 50 beschichtet
wird, welches Materia jedoch die einzelnen Schichten
44 nicht kurzschließen darf. Z. B. kann jedes Durchgangsloch
50 mit Epoxid oder Uretan gefüllt werden, welches
Material dann eingetrocknet wird, wodurch die dielektrische
Beschichtung zurückbleibt. Die Wände können auch mit einer
dielektrischen Glasfritte beschichtet werden, von der überschüssiges
Material ausgeblasen wird, bevor das Stellglied
16 zum Schmelzen und Verbinden mit der Wand geheizt wird.
Das Material der Dichtschicht 52 ist so gewählt, daß der
Elastizitätsmodul mit dem der Schichten 44 übereinstimmt
oder etwas geringer ist, so daß sich die Schicht 52 zusammen
mit dem Material des Stellgliedes 16 verstellt, wenn
ein Signal angelegt wird. Als Material für die Dichtschicht
52 wird bei einem PZT-Stellglied vorzugsweise Polyuretan
verwendet.
Die Frontplatte 12 besteht aus der bereits erwähnten unteren
Platte 48 und einer oberen Platte 54. Wie aus Fig. 3 erkennbar,
ist die obere Platte 54 von der unteren Platte 48
durch mehrere Stützen 56 getrenn, die integral mit der
oberen Platte 54 ausgebildet sein können oder an diese gekittet
sein können. Die Stützen 56 führen zu einer einheitlichen
Struktur der unteren Platte 48 und der oberen Platte
54 und sie verbessern den Wärmeübergang von der Spiegelfläche
zum Kühlmittel. In der unteren Platte 48 sind Öffnungen
58 vorhanden, die in die Stützfüße 46 führen. Durch sie
kann Kühlmittel aus dem Innenraum zwischen der oberen Platte
54 und der unteren Platte 48 in die Stellglieder 16 herausfließen,
bzw. es kann Kühlmittel hereinfließen. Aus den
Fig. 2A und 3 ist erkennbar, daß die obere Platte 54 mehrere
sich überschneidende Rippen 59 aufweisen kann. Diese
dienen zum Versteifen der oberen Platte 54 sowie dazu, Kühlmittel-
Flußgrenzen zu erzeugen, damit sich das Kühlmittel
entlang vorgegebener Flächen innerhalb der Frontplatte 12
bewegt. Jeweils ein zusammenhängendes Volumen das von jeweils
einem Satz von Rippen 59 umschlossen wird, bestimmt
zugleich eine bestimmte Fläche der Frontplatte 22, der eine
vorgegebene Kühlmittel zugeführt werden muß. Diese Fläche
wird experimentiert bestimmt, um festzustellen, daß auch
zum Kühlen des größten umschlossenen Volumens innerhalb der
Frontplatte 12 nur ein Kühldruck erforderlich ist, der zu
keinen nicht mehr tolerierbaren Schwingungen der Spiegeloberfläche
14 führt. Bei Spiegeln mit einem aktiven Bereich
sehr geringen Durchmessers oder für Spiegel, die nur Strahlung
geringer Flußdichte ausgesetzt werden, ist es möglich,
innerhalb der Frontplatte 12 nur ein einziges umschlossenes
Volumen zu verwenden, durch das das Kühlmittel zirkuliert.
In der Wand des Volumens kann mehr als eine Öffnung 58 zum
Zuführen und Ableiten von Kühlmittel vorhanden sein. Es ist
auch möglich, Rippen zu verwenden, die einen jeweiligen
Raum nicht völlig abschließen, wodurch ein Zirkulieren von
Kühlmittel auch dann noch möglich ist, wenn eine der Öffnungen
58 verstopft wird oder auf andere Weise betriebsunfähig
wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jedoch das
Volumen innerhalb der Frontplatte 12 in mehrere Volumen unterteilt,
wobei sich die Rippen 59 an einer Öffnung 58
(z. B. an der Öffnung 58 b in Fig. 3) überschneiden, so daß
von einem Stellglied 16 Kühlmittel in mehrere Volumina geleitet
wird oder aus mehreren Volumina wieder abgezogen
wird.
Aus den Fig. 4 und 5 ist der Aufbau der Stützfüße 46 am
besten erkennbar, die Versteifungsplatten 60 aufweisen, die
zu den Rippen 59 ausgerichtet sind. Diese Versteifungsplatten
60 dienen zum Versteifen der Frontplatte im Bereich
einer jeweiligen Öffnung 58. Vorzugsweise sind die Versteifungsplatten
60 integral mit den Stützfüßen 46 ausgebildet.
Es ist jedoch auch möglich, die Versteifungsplatten 60 gesondert
herzustellen und sie dann auf eine beliebige bekannte
Art und Weise mit den Stützfüßen 46 zu verbinden.
Wie bereits erwähnt, sind eine obere Platte 54 und eine
untere Platte 48 zur einheitlichen Frontplatte 12 verbunden.
Vorzugsweise erfolgt das Verbinden mit einer bekannten Fritte
oder einem bekannten Lot. Die Frontplatte kann aus
jedem Material mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten
hergestellt werden wie z. B. aus einkristallinem
oder polykristallinem Silicium, Siliciumcarbid, Kohlenstoffverbundstoffen
oder Molybdän.
Aus den Fig. 3 und 4 ist am besten der Kühlmittelfluß erkennbar.
Kühlmittel tritt unter Druck über die Leitung 18
in den Kühlmittel-Verteiler 10 ein und dringt durch die Öffnungen
32 in den Leitungsstützen 30 in die Räume 62 zwischen
den Stützen 38, der oberen Grundplatte 24 und der
Deckplatte 26. Die Stellglieder dienen abwechselnd als Kühlmittel-
Einlaß bzw. -Auslaß. Die Stellglieder 16 a in Fig. 3
erhalten über die Öffnungen 42 Kühlmittel aus dem Raum 62.
Das Kühlmittel fließt durch die Durchgangsöffnungen 50 in
einem jeweiligen Stellglied 16 und tritt dan durch Öffnungen
58, z. B. die Öffnungen 58 a in Fig. 3 in umschlossene
Volumina zwischen der unteren Platte 48 und der Platte 54.
Das Kühlmittel verteilt sich vom Einführungspunkt aus zwischen
den beiden Platten. Die Zirkulation des Kühlmittels
wird durch die Stützen 56 unterstützt, was zu besserem Ableiten
von Wärme von der oberen Platte 54 an das Kühlmittel
führt. Der Kühlmitteldruck führt dazu, daß das Kühlmittel
die von den Rippen 59 umschlossenen Volumina durchströmt
und dann durch Öffnungen, im Beispielsfall die Öffnungen
58 b wieder ausströmt. Die Entfernung zwischen den Eintrittsöffnungen
58 a und den Austrittsöffnungen 58 b ist verhältnismäßig
gering, wodurch der Druckabfall gering ist, was wiederum
dazu führt, daß das Kühlmittel unter einem geringeren
Druck zugeführt werden kann, als wenn es eine größere Fläche
kühlen müßte. Das Kühlmittel muß in diesem Fall auch
eine geringere Wärmemenge abführen.
Das aus den Austrittsöffnungen 58 b ausgetretene Kühlmittel
fließt durch Stellglieder 16 b und durch die Öffnungen 42
und 40 in den Raum 64 zwischen der unteren Grundplatte 22,
der oberen Grundplatte 24, den Stützen 28 und der Leitungsstütze
30. Beim Zurückfließen zur Öffnung 34 kann das Kühlmittel
weitere Wärme von den Stellgliedern 16 b und dem
Grundplatten-Verteiler 10 aufnehmen. Das Kühlmittel zirkuliert
im Raum 64 zwischen den Stützen 28 und wird dann
durch die Öffnung 34 in die Leitung 20 gedrückt. Die Leitungen
18 und 20 können an jeden beliebigen Kühlkreislauf angeschlossen
sein, z. B. an eine Verdrängerpumpe und einen Verdampfer,
was jedoch nicht dargestellt ist. Nachdem das Kühlsystem
das Kühlmittel gekühlt hat, wird es wieder in den
verformbaren Spiegel geleitet. Es wird darauf hingewiesen,
daß der Kühlmittelfluß auch entgegengesetzt sein kann als
im beschriebenen Beispiels, daß also das Kühlmittel durch
die Leitung 20 eintreten und durch die Leitung 18 wieder
austreten kann.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 mit einer abgeänderten
Frontplatte wird vorzugsweise dann verwendet, wenn Stellglieder
vorhanden sind, die größere gegenseitige Abstände
aufweisen, als dies beim ersten Ausführungsbeispiel der
Fall war. Wird dieser gegenseitige Abstand vergrößert, muß
die Frontplatte durch Erhöhen ihrer Dicke versteift werden,
um Verbiegungen der Platte zwischen den Stellgliedern zu
verringern. In diesem Fall der geringeren Anzahl von Stellgliedern
muß Kühlmittel unter höherem Druck als beim Spiegel
gemäß der ersten Ausführungsform zugeführt werden, damit
genug Kühlmittel fließt, um die Wärme von der Spiegeloberfläche
abzuleiten.
Die Frontplatte 66 gemäß Fig. 6 wird von einem (nicht im
Detail dargestellten) Grundplatten-Verteiler 10 getragen,
der entsprechend aufgebaut ist wie der zuvor beschriebene
Verteiler 10. Auch die Stellglieder 68 entsprechend den zuvor
geschriebenen Stellgliedern 16. Die Stellglieder 68 mit
Durchgangsöffnungen 70 dienen abwechselnd dazu, Kühlmittl
zur Frontplatte 66 zu leiten bzw. von dieser abzuleiten.
Die Frontplatte 66 verfügt über eine Deckplatte 72, in deren
unteren Seite ein Muster von Stützen und Rippen eingearbeitet
ist (in Fig. 6 nicht dargestellt), das demjenigen in
der zuvor beschriebenen Frontplatte 12 entspricht. Die andere
Seite der Deckplatte 72 ist poliert und/oder beschichtet,
um reflekktierend zu wirken. Die Deckplatte 72 ist mit
einer Flußverteilungsplatte 72 fest verbunden, die über
einem hinteren Verteiler 78 liegt und mit diesem wiederum
fest verbunden ist. Der vordere Verteiler 76 liegt über
einem hinteren Verteiler 78, der einerseits mit dem vorderen
Verteiler 76 und andererseits mit den Stellgliedern 68
über eine beliebige herkömmliche Weise verbunden ist, z. B.
über einen Epoxykleber. Das Kühlmittel wird der Frontplatte 66
z. B. über das Durchgangsloch 70 in einem Stellglied 68 a zugeführt,
woraufhin es durch eine Öffnung 80 in einer Stützel
82 des hinteren Verteilers 78 tritt. Es zirkuliert dann
innerhalb von Volumina 84, die über Stützen 86 im vorderen
Verteiler 76 voneinander getrennt sind. Der Kühlmitteldruck
preßt das Kühlmittel aus den Volumina 84 durch Öffnungen 88
in der Flußverteilerplatte 74, von wo aus es die Deckplatte
72 kühlt. Nach dem Verteilen über die Rückseite der Deckplatte
72 und dem Ableiten von Wärme tritt das Kühlmittel
wieder durch Öffnungen 90 in Volumina 92 innerhalb dem hinteren
Verteiler 78. Über untere Öffnungen 94 tritt das Kühlmittel
in das Durchgangsloch 70 in einem der Stellglieder
68, im Beispielsfall im Stellglied 68 b ein und wird von
dort in den Grundplatten-Verteiler 10 geleitet.
Als Kühlmittel können verschiedene Flüssigkeiten verwendet
werden, z. B. Wasser, fluorierte Kohlenwasserstoffe oder
flüssiger Stickstoff.
Es wird darauf hingewiesen, daß es nicht erforderlich ist,
daß alle zum Verformen des Spiegels verwendeten Stellglieder
Durchgangslöcher zum Durchleiten von Kühlmittel aufweisen
müssen.
Die beschriebenen gekühlten verformbaren Spiegel zeichnen
sich dadurch aus, daß der Spiegelfrontfläche Kühlmittel
über Stellglieder zugeführt wird und nach dem Kühlen entlang
eines nur kurzen Weges wieder über Stellglieder abtransportiert
wird. Der kurze Weg hat zur Folge, daß das
Kühlmittel mit geringem Druck umgepumpt werden kann, was
die Gefahr von druckinduzierten Spannungen oder Schwingungen
in der Spiegeloberfläche verringert.
Claims (12)
- 01) Gekühlter verformbarer Spiegel mit einer zusammenhängenden Spiegeloberfläche mit einer Frontplatte, deren eine Oberfläche zum Reflektieren eines auftreffenden Strahls elektromagnetischer Strahlung reflektierend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Frontplatte (12) mehrere umschlossene Volumina aufweist, denen ein Kühlmittel zum Kühlen der Frontplatte zugeführt wird, wozu die Frontplatte mindestens zwei Öffnungen (58) aufweist, von denen die eine als Kühlmittel-Eintritt und die andere als Kühlmittel-Austritt aus jeweils einem umschlossenen Volumen dient,
- mindestens zwei Stellglieder (16) vorhanden sind, die mit der Unterseite der Frontplatte verbunden sind, um die Frontplatte abhängig von Signalen zu verstellen, und von denen zumindest einige ein Durchgangsloch (50; 70) aufweisen, durch das Kühlmittel über eine Eintrittsöffnung in der Unterseite der Frontplatte in ein umschlossenes Volumen eingeführt wird bzw. wieder zurückgeleitet wird,
- ein Grundplatten-Verteiler (10) mit den Löchern in den Stellgliedern verbunden ist, welcher Verteiler eine Einrichtung zum Verteilen von Kühlmittel an zumindest eines der Stellglieder (16 a) und zum Wiederaufnehmen von erwärmtem Kühlmittel von mindestens einem anderen Stellglied (16 b) aufweist, und
- eine Einrichtung (18, 20) zum Zuführen und Ableiten von Kühlmittel zum bzw. vom Grundplatten-Verteiler vorhanden ist,
- vorbei die Frontplatte durch Kühlmittel gekühlt wird, das vom Grundplatten-Verteiler durch eine Öffnung in mindestens einem der Stellglieder in jeweils einen umschlossenen Raum innerhalb der Frontplatte und von dort durch ein Durchgangsloch in mindestens einem anderen Stellglied in den Grundplatten-Verteiler zurückfließt. - 02) Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte aus einer unteren Platte (48) und einer oberen Platte (54) besteht, die die spiegelnde Oberfläche (14) aufweist.
- 03) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundplatten-Verteiler (10) aus demselben Material besteht wie die Frontplatte (12).
- 04) Spiegel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundplatten-Verteiler (10) und die Frontplatte (12) aus einkristallinem Silicium bestehen.
- 05) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder umschlossene Raum in der Frontplatte (12) mindestens eine Stütze (56) aufweist, die sich zwischen der oberen Platte (54) und der unteren Platte (49) erstreckt, und um die herum das Kühlmittel frei zirkuliert.
- 06) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (12) mindestens zwei umschlossene Volumina aufweist.
- 07) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Stützfüße (46) zwischen der Frontplatte (12) und jedem Stellglied (16).
- 08) Spiegel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfüße (46) integraler Teil der unteren Platte (48) sind.
- 09) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundplatten-Verteiler (10) mindestens eine erste Kammer (62) zum Verteilen von Kühlmittel an die Stellglieder (16) und mindestens eine zweite Kammer (64) zum Aufnehmen von erwärmtem Kühlmittel von einem Stellglied aufweist.
- 10) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatten-Einheit (10) mehrere Hohlräume aufweist, durch die das Kühlmittel strömt, bevor es der Frontplatte (12 zugeleitet wird.
- 11) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Stellglieder (16) Kühlflüssigkeit zu mehreren umschlossenen Räumen in der Frontplatte (12) transportiert bzw. von dort ableitet.
- 12) Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (50; 70) eine dielektrische Dichtschicht (52) aufweisen, die das Eindringen von Kühlmittel in das Stellglied-Material verhindert.
Applications Claiming Priority (1)
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US06/768,768 US4657358A (en) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | Cooled deformable mirror |
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DE3628339A1 true DE3628339A1 (de) | 1987-03-26 |
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FR (1) | FR2586486A1 (de) |
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