RU2661049C1 - Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios) - Google Patents

Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios) Download PDF

Info

Publication number
RU2661049C1
RU2661049C1 RU2017130453A RU2017130453A RU2661049C1 RU 2661049 C1 RU2661049 C1 RU 2661049C1 RU 2017130453 A RU2017130453 A RU 2017130453A RU 2017130453 A RU2017130453 A RU 2017130453A RU 2661049 C1 RU2661049 C1 RU 2661049C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror
frame
unloading
supports
magnetic
Prior art date
Application number
RU2017130453A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Седов
Сергей Аркадьевич Бельков
Юрий Васильевич Шагалкин
Дмитрий Сергеевич Седов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2017130453A priority Critical patent/RU2661049C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661049C1 publication Critical patent/RU2661049C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/183Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors specially adapted for very large mirrors, e.g. for astronomy, or solar concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: group of inventions refers to the field of laser technology and can be used for mounting large-size optical elements, in particular mirrors for transporting laser radiation, and also for fixing the movable mirrors of the support-rotary devices (SRD). Essence of the invention consist in determining by calculation required number of magnetic supports, places of their fastening to the holder and the need to apply mirror unloading, connect the mirror with the supports and the holder, which begins with gluing to the mirror surface of the ferromagnetic carrying cushions, which together with magnets of rare-earth material, made in the form of separate elements, are included in the magnetic support, the magnet being placed in a seat formed in a holder or a unloading element or an insert.
EFFECT: reduction of mechanical deformations of a large-sized mirror both during its installation and during operation, increasing the stability of the mirror position relative to the holder, and improving the quality characteristics of the optical path of the entire installation.
31 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано для монтажа крупногабаритных оптических элементов, в частности зеркал транспортировки лазерного излучения, а также для закрепления подвижных зеркал опорно-поворотных устройств (ОПУ).The invention relates to the field of laser technology and can be used for mounting large-sized optical elements, in particular mirrors for transporting laser radiation, as well as for fixing movable mirrors of slewing-rotary devices (OPU).

Решение задачи по доставке лазерного излучения большой мощности на многоканальных лазерных установках особенно проблематично в силу их сложности, большого количества оптических элементов и протяженности оптического тракта. Кроме того, лазерное излучение, проходящее через оптические схемы данных установок, заметно искажается (приобретает аберрации), что вносит дополнительные трудности в задачу автоматической юстировки и коррекции волнового фронта.The solution to the problem of delivering high-power laser radiation in multichannel laser systems is especially problematic due to their complexity, a large number of optical elements and the length of the optical path. In addition, laser radiation passing through the optical circuits of these devices is noticeably distorted (acquires aberrations), which introduces additional difficulties in the task of automatic alignment and correction of the wavefront.

Опыт эксплуатации таких установок показывает, что практически перед каждым выстрелом лазера для его эффективной работы требуется юстировка лазерного канала. Сложность разработки и поддержания в работоспособном состоянии системы автоматической юстировки напрямую зависит от стабильности положения каждого ее элемента, в первую очередь зеркал. Поэтому максимальное внимание при конструировании зеркал системы транспортировки нужно уделить стабильности пространственного и углового положения каждого зеркала и элементов его крепления и юстировки, а также максимальному уменьшению влияния конструктивных элементов на оптические характеристики зеркала, как оптического элемента. Вносимые зеркалом в оптический тракт погрешности должны быть минимизированы, так как их дополнительное исправление накладывает повышенные требования к эффективности системы корректировки волнового фронта установки.The operational experience of such installations shows that before almost every shot of the laser, for its effective operation, alignment of the laser channel is required. The complexity of the development and maintenance of a system of automatic adjustment directly depends on the stability of the position of each of its elements, primarily mirrors. Therefore, when designing the mirrors of the transportation system, maximum attention should be paid to the stability of the spatial and angular position of each mirror and its fastening and alignment elements, as well as to the maximum reduction in the influence of structural elements on the optical characteristics of the mirror as an optical element. Errors introduced by the mirror into the optical path should be minimized, since their additional correction imposes increased requirements on the efficiency of the installation's wavefront correction system.

Выполнение требований по минимизации искажений, пространственной и временной нестабильности положения зеркала и надежности в работе существенно усложняется в случае применения транспортных зеркал в сложных многоэлементных, многоканальных установках, где на способ крепления и конструкцию узлов крепления и юстировки оптических элементов дополнительно накладываются ограничения, связанные со сложностью и плотностью монтажа системы транспортировки внутри герметизированных световодов, в чистой, обеспыленной, среде, в среде аргона, а также с необходимостью периодического обслуживания и замены элементов при длительной, многолетней эксплуатации физической установки.Fulfillment of requirements to minimize distortion, spatial and temporal instability of the mirror position and reliability in operation is significantly complicated in the case of using transport mirrors in complex multi-element, multi-channel installations, where the method of fastening and the design of the attachment and alignment points of optical elements are additionally constrained by complexity and the density of the installation of the transportation system inside the sealed optical fibers, in a clean, dust-free environment, in an argon environment, and also with the need for periodic maintenance and replacement of elements during long-term, long-term operation of a physical installation.

В настоящее время создание простых и надежных способов и устройств крепления юстируемых крупногабаритных зеркал, предназначенных для работы в составе системы транспортировки лазерного излучения, обладающих достаточной точностью, жесткостью и долговременной стабильностью, является актуальной и сложной инженерной задачей.Currently, the creation of simple and reliable methods and devices for mounting aligned large-sized mirrors designed to work as part of a laser radiation transportation system with sufficient accuracy, rigidity and long-term stability is an urgent and complex engineering task.

Деформации элементов крепления зеркала, как и самого зеркала должны быть минимальными, независимо от угла положения зеркала. Зеркало с оправой и элементами крепления должно быть максимально компактным, жестким и легким.The deformation of the mirror mounting elements, as well as the mirror itself, should be minimal, regardless of the angle of the mirror position. A mirror with a frame and fasteners should be as compact as possible, rigid and light.

При высоких требованиях к качеству оптического тракта максимальная деформация отражающей поверхности зеркала не должна превышать 0,05…0,1 мкм не только сразу после его монтажа, но и при длительной многолетней эксплуатации. При размерах зеркал, превышающих 500 мм, это требует применения элементов разгрузки зеркала и применения «плавающего» или саморегулируемого закрепления зеркала в оправе.With high demands on the quality of the optical path, the maximum deformation of the reflecting surface of the mirror should not exceed 0.05 ... 0.1 μm, not only immediately after its installation, but also during long-term operation over many years. With mirror sizes exceeding 500 mm, this requires the use of mirror unloading elements and the use of a “floating” or self-adjusting mirror fixing in the frame.

Известны различные типы механического крепления оптических элементов с помощью винтов, резьбовых колец, планок, накладок, уголков или пружин, а также завальцовки оптического элемента в гнезде оправы. («Справочник конструктора оптико-механических приборов». Под редакцией В.А Панова. Л.: «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1980 г., с. 277-283).There are various types of mechanical fastening of optical elements with screws, threaded rings, trims, pads, angles or springs, as well as rolling of the optical element in the socket of the frame. (“The Handbook of the Designer of Optical-Mechanical Devices.” Edited by V. A. Panov. L.: “Mechanical Engineering”, Leningrad Branch, 1980, pp. 277-283).

Известны из описания к авторскому свидетельству СССР №943626 (описание опубликовано 15.07.1982 г) устройство крепления крупногабаритного зеркала в оправе и способ его крепления. Известное устройство содержит одну центральную опору и не менее 3-х опор, каждая из которых выполнена в виде приклеенной к тыльной поверхности зеркала опорной пяты, соединенной с оправой с возможностью перемещения вдоль ее поверхности при помощи тяги, пружины, установочного винта и шаровой опоры, выполненной в виде фланца, жестко соединенного с оправой, кольца со сферической поверхностью, концентричной поверхности опорной платы, двух сепараторов с отверстиями, в которых размещены шарики, расположенные между плоскими поверхностями фланца и кольца и между сферическими поверхностями кольца и опорной платы, при этом тяга выполнена в виде гибкого стержня со сферическими головками, одна из которых концентрична сферической поверхности опорной пяты, а вторая соединена с пружиной, один конец которой жестко связан с оправой, а на другом закреплен установочный винт.Known from the description of the USSR author's certificate No. 943626 (the description was published on July 15, 1982) a device for attaching a large-sized mirror in a frame and a method for attaching it. The known device contains one Central support and at least 3 supports, each of which is made in the form of a support heel glued to the rear surface of the mirror, connected to the frame with the possibility of movement along its surface using traction, a spring, a set screw and a ball bearing made in the form of a flange rigidly connected to the frame, a ring with a spherical surface, the concentric surface of the base plate, two separators with holes in which balls are located located between the flat surfaces of the flange and the ring and between the spherical surfaces of the ring and the base plate, while the thrust is made in the form of a flexible rod with spherical heads, one of which is concentric with the spherical surface of the base heel, and the second is connected to a spring, one end of which is rigidly connected to the frame, and is fixed to the other set screw.

Способ крепления зеркала с помощью вышеописанного устройства включает в себя следующие операции: выбирают количество и место расположения опор, в состав которых входят опорные пяты, и определяют необходимость применения разгрузок зеркала, далее приклеивают к тыльной стороне зеркала опорные пяты, которые располагают равномерно по окружности, соединяют зеркало с центральной опорой, а потом монтируют на оправе шаровую опору и с помощью тяги, сферические головки которой контактируют с коническими поверхностями опорной пяты и вкладыша, соединяют зеркало через шаровую опору и пластинчатую пружину с оправой, для чего один конец пластинчатой пружины жестко соединяют с оправой, а на другом с помощью резьбовой втулки и гайки закрепляют установочный винт, с помощью которого регулируют усилие пружины.The method of mounting the mirror using the above-described device includes the following operations: choose the number and location of the supports, which include support heels, and determine the need for the unloading of the mirror, then stick the support heels, which are evenly spaced around the circumference, to connect a mirror with a central support, and then mount the ball bearing on the frame and with the help of a rod, the spherical heads of which are in contact with the conical surfaces of the support heel and insert, with Dinh mirror through a ball bearing and a leaf spring with a rim to which one end of the leaf spring are rigidly connected to the rim, and the other using a threaded bushing and a nut fixed set screw, by which the spring force is adjusted.

Недостатками известных конструкции и способа являются: сложность, большие габариты и вес, наличие дорогостоящей монтажной регулировки усилий поджатая зеркала, а также то, что опоры, расположенные со стороны тыльной поверхности зеркала и выполненные в виде сложного сборного двухслойного подшипникового узла, не обладают достаточной жесткостью и не могут обеспечить однозначного углового положения зеркала относительно оправы при длительной эксплуатации.The disadvantages of the known design and method are: complexity, large dimensions and weight, the presence of expensive mounting adjustment of the forces of the pre-tensioned mirror, as well as the fact that the supports located on the back side of the mirror and made in the form of a complex prefabricated two-layer bearing assembly do not have sufficient rigidity and cannot provide an unambiguous angular position of the mirror relative to the frame during prolonged use.

Также из предшествующего уровня техники известны два варианта способа и устройства крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе (патент RU 2528970, опублик. 10.05.2014). Они выбраны в качестве ближайших аналогов заявляемому изобретению.Also, two variants of the method and device for mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame (patent RU 2528970, published. 05/10/2014) are known from the prior art. They are selected as the closest analogues of the claimed invention.

Первый вариант известного способа крепления крупногабаритного зеркала в оправе включает определение расчетным путем мест крепления и требуемого количества опор, в состав которых входят опорные пяты, приклеиваемые к тыльной поверхности зеркала, определение необходимости применения разгрузок зеркала, установку оправы с центральной опорой в рабочее положение, соединение зеркала и опорных пят с оправой, при этом в качестве опорных пят используют постоянные магниты, которые примагничивают либо непосредственно на выбранные места оправы, либо, при необходимости применения разгрузок зеркала, на элементы разгрузки, которые предварительно соединяют с оправой при помощи шарниров, после чего поверхность магнитов, обращенную к тыльной стороне зеркала, покрывают клеем, а затем осуществляют соединение зеркала с центральной опорой и магнитами путем наложения зеркала до соприкосновения с магнитами при центрировании зеркала по центральной опоре.The first variant of the known method of mounting a large-sized mirror in the frame includes determining by calculation the mounting points and the required number of supports, which include support heels glued to the rear surface of the mirror, determining the need for unloading the mirror, installing the frame with the central support in the working position, connecting the mirror and supporting heels with a frame, while permanent magnets are used as supporting heels, which magnetize either directly to the selected places of the frame, for, if it is necessary to use the unloading of the mirror, on the unloading elements, which are previously connected to the frame using hinges, after which the surface of the magnets facing the back of the mirror is covered with glue, and then the mirror is connected to the central support and magnets by applying the mirror until it touches with magnets when centering the mirror on a central support.

Второй вариант известного способа крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе включает определение расчетным путем мест крепления и требуемого количества опор, в состав которых входят опорные пяты, приклеиваемые к тыльной поверхности зеркала, определение необходимости применения разгрузок зеркала, установку оправы в рабочее положение, соединение опор и зеркала с оправой, - опоры, в состав которых входят опорные пяты, дополнительно размещают на боковой поверхности зеркала, для чего определяют расчетным путем места их крепления и требуемое количество, при этом в качестве всех опорных пят используют постоянные магниты, которые примагничивают на выбранные места оправы со стороны боковой поверхности зеркала, а со стороны тыльной поверхности их примагничивают, либо непосредственно на выбранные места оправы, либо при необходимости применения разгрузок зеркала на элемент разгрузки, который предварительно соединяют с оправой при помощи шарнира, после чего поверхность магнитов, обращенную к зеркату, покрывают клеем, а затем осуществляют соединение зеркала с магнитами путем наложения и поджатая зеркала до соприкосновения со всеми магнитам.The second variant of the known method of fastening a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame includes determining by calculation the attachment points and the required number of supports, which include support heels glued to the rear surface of the mirror, determining the need for unloading the mirror, setting the frame in working position, connecting supports and mirrors with a frame, - supports, which include support heels, are additionally placed on the side surface of the mirror, for which m by the place of their fastening and the required number, while all supporting heels use permanent magnets that magnetize to selected points of the frame from the side of the side surface of the mirror, and from the side of the back surface they are magnetized, either directly to selected places of the frame, or if necessary application of unloading the mirror onto the unloading element, which is previously connected to the frame using a hinge, after which the surface of the magnets facing the mirror is coated with glue, and then union of a mirror with a magnet and preloaded by applying a mirror to the contact with all of the magnets.

Первый вариант известного устройства крепления крупногабаритного зеркала в оправе содержит центральную опору и не менее 3-х периферийных опор, каждая из которых включает в себя приклеенную к тыльной поверхности зеркала опорную пяту, соединенную с оправой с возможностью перемещения относительно нее, при этом в качестве опорных пят использованы постоянные магниты, выполненные из редкоземельных материалов и установленные либо с примыканием к оправе, которая в этом случае полностью или частично в зоне размещения магнитов выполнена из ферромагнитного материала, либо к элементам разгрузки, шарнирно соединенным с оправой и выполненным из ферромагнитного материала, при этом к каждому элементу разгрузки примыкает не менее 2-х магнитов, общее количество которых кратно 3-м, причем в качестве элементов разгрузки использованы равноплечие рычаги-коромысла, либо треугольники.The first variant of the known device for attaching a large-sized mirror in the frame contains a central support and at least 3 peripheral supports, each of which includes a support heel glued to the rear surface of the mirror, connected to the frame with the possibility of movement relative to it, while as supporting heels permanent magnets are used, made of rare-earth materials and installed either adjacent to the frame, which in this case is completely or partially in the magnet placement area made of fer of magnetic material, or to unloading elements pivotally connected to a frame and made of ferromagnetic material, with at least 2 magnets adjacent to each unloading element, the total number of which is a multiple of 3, moreover, equal arms levers-rockers are used as unloading elements or triangles.

Второй вариант известного устройства крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе содержит не менее трех опор, каждая из которых включает в себя приклеенную к тыльной поверхности зеркала опорную пяту, соединенную с оправой с возможностью перемещения относительно оправы, кроме того устройство дополнительно включает не менее двух опор, выполненных также в виде опорных пят, но приклеенных к боковой поверхности зеркала, при этом в качестве опорных пят использованы постоянные магниты, которые выполнены из редкоземельных материалов и установлены либо все с примыканием к оправе, которая в этом случае полностью или частично в зоне размещения магнитов выполнена из ферромагнитного материала, либо при необходимости применения разгрузок зеркала магниты, установленные с тыльной стороны зеркала, примыкают к элементу разгрузки, в качестве которого использован либо равноплечий рычаг-коромысло, либо треугольник, шарнирно соединенный с оправой, при этом элемент разгрузки выполнен из ферромагнитного материала, и к каждому элементу разгрузки примыкает не менее двух магнитов, причем общее количество магнитов, расположенных со стороны тыльной поверхности зеркала, кратно трем.The second variant of the known device for attaching a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame contains at least three supports, each of which includes a support heel glued to the rear surface of the mirror connected to the frame with the possibility of movement relative to the frame, in addition, the device further includes at least two supports, also made in the form of supporting heels, but glued to the side surface of the mirror, while permanent magnets made of p of earth materials and either everything is installed adjacent to the frame, which in this case is completely or partially in the magnet placement area made of ferromagnetic material, or if it is necessary to use the unloading of the mirror, the magnets mounted on the back of the mirror are adjacent to the unloading element, which is used as either an equal arm lever-rocker, or a triangle pivotally connected to the frame, while the discharge element is made of ferromagnetic material, and to each discharge element is adjacent t least two magnets, the total number of magnets arranged side rear surface of the mirror, a multiple of three.

Известные варианты способов и устройств простыми методами позволяют получить надежное безлюфтовое закрепление зеркал ОПУ мобильного оптико-механического комплекса, отказаться от дорогостоящей монтажной регулировки усилий поджатий зеркала, снизить деформации оптических элементов при монтаже и в эксплуатации и тем самым улучшить качественные показатели оптического излучения, уменьшить габариты и вес конструкции транспортабельного опорно-поворотного устройства.Known variants of methods and devices by simple methods make it possible to obtain reliable backlash-free mounting of OPU mirrors of a mobile optical-mechanical complex, refuse from expensive mounting adjustment of the mirror preload forces, reduce the deformation of optical elements during installation and operation, and thereby improve the quality of optical radiation, reduce dimensions and design weight of transportable slewing ring.

Однако ближайшие аналоги имеют недостатки, которые связаны с ограничением на размеры зеркал и углов их установки в пространстве. При увеличении габаритов, при углах близких к вертикали, площади магнитных опорных пят, расположенных на боковых поверхностях зеркала, будет недостаточно без принятия дополнительных конструктивных мер по уменьшению деформаций зеркала, вызванных локальными перегрузками по боковым граням. Приклеивание магнита непосредственно к зеркалу ограничивает применение клеевых составов горячего отверждения, т.к. самые распространенные низкотемпературные неодимовые магниты не допускается нагревать до температуры выше 75°С, поскольку происходит их необратимое размагничивание, что серьезно ограничивает номенклатуру используемых клеев и прочность склеивания зеркала и магнита. Каждая марка редкоземельных магнитов имеет вполне определенный коэффициент температурного линейного расширения (КТЛР), заданный структурой и химическим составом. Магнитные материалы анизотропны, в зависимости от направления намагничивания, и не ко всем материалам зеркал подходят одинаково хорошо. Кроме того, для «отрицательных» и «положительных» углов расположения зеркал в пространстве, относительно центра Земли, необходимо, в каждом случае, разрабатывать оригинальные конструкции оправ, что в нашем случае вдвое увеличивает их номенклатуру.However, the closest analogues have disadvantages that are associated with a restriction on the size of mirrors and their installation angles in space. With an increase in size, at angles close to vertical, the area of the magnetic supporting heels located on the side surfaces of the mirror will not be sufficient without additional structural measures to reduce the deformation of the mirror caused by local overloads along the side faces. Gluing the magnet directly to the mirror limits the use of hot cure adhesives, as the most common low-temperature neodymium magnets are not allowed to be heated to temperatures above 75 ° C, since they are irreversibly demagnetized, which seriously limits the range of adhesives used and the bonding strength of the mirror and magnet. Each brand of rare-earth magnets has a well-defined coefficient of temperature linear expansion (KTLR), given the structure and chemical composition. Magnetic materials are anisotropic, depending on the direction of magnetization, and not all mirror materials are equally well suited. In addition, for the "negative" and "positive" angles of the mirrors in space, relative to the center of the Earth, it is necessary, in each case, to develop original designs of frames, which in our case doubles their nomenclature.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение механических деформаций крупногабаритного зеркала, как при его монтаже, так и в процессе эксплуатации, повышение стабильности положения зеркала относительно оправы, тем самым, повышение качественных характеристик оптического тракта всей установки, в которой зеркало применяется.The technical result of the claimed invention is to reduce the mechanical deformations of a large-sized mirror, both during its installation and during operation, increasing the stability of the position of the mirror relative to the frame, thereby improving the quality of the optical path of the entire installation in which the mirror is used.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в соответствии с первым вариантом известного способа крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, включающего установку с тыльной поверхности зеркала центральной опоры и периферийных магнитных опор, для чего определяют расчетным путем места крепления, размер и требуемое количество магнитных опор, в состав которых входят опорные пяты, которые приклеивают к поверхности зеркала, определение необходимости применения разгрузок зеркала, установку оправы с центральной опорой в рабочее положение и соединение зеркала с оправой, новым является то, что магнитные опоры выполняют в виде составного узла, в который кроме опорной пяты, изготовленной из ферромагнитного материала, входит постоянный магнит из редкоземельного материала, который размещают в сформированном в оправе или разгрузочном элементе, или вставке посадочном месте, при этом процесс соединения зеркала с опорами начинают с приклеивания опорных пят магнитных опор, затем осуществляют установку зеркала в оправу и перевод его в рабочее положение путем наложения и поджатая зеркала до соприкосновения и примагничивания опорных пят магнитных опор с магнитами и оправой или элементом разгрузки при центрировании зеркала по центральной опоре.The specified technical result is achieved due to the fact that, in accordance with the first embodiment of the known method of mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, including installing from the rear surface of the mirror the central support and peripheral magnetic supports, for which the attachment points, size and required are calculated by calculation the number of magnetic supports, which include support heels that are glued to the surface of the mirror, determining the necessity of using the unloading of the mirror, is established The taste of the frame with the central support in the working position and the connection of the mirror with the frame, it is new that the magnetic supports are made in the form of a composite unit, which, in addition to the support foot made of ferromagnetic material, includes a permanent magnet of rare-earth material, which is placed in the the frame or the unloading element, or insert the seat, while the process of connecting the mirror to the supports begins by gluing the support heels of the magnetic supports, then the mirror is mounted in the frame and the translation a first operating position and preloaded by applying mirrors to contact and support toe Magnet of magnetic poles with magnets and a rim element or unloading when centering the mirror along the central support.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в соответствии со вторым вариантом известного способа крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, включающего соединение зеркала с опорами и оправой и установкой его в рабочее положение, для чего определяют расчетным путем места крепления, размер и требуемое количество магнитных опор, предназначенных для размещения на тыльной поверхности зеркала и опор, предназначенных для размещения на боковых поверхностях зеркала, определяют необходимость применения разгрузок зеркала, процесс соединения зеркала с магнитными опорами включает приклеивание опорных пят, входящих в состав этих опор, новым является то, что магнитные опоры выполняют в виде составного узла, в который кроме опорной пяты, изготовленной из ферромагнитного материала, входит постоянный магнит из редкоземельного материала, который размещают в посадочном месте, сформированном в оправе или разгрузочном элементе, или вставке, а в качестве опоры, предназначенной для размещения на боковой поверхности зеркала, используют рычаг-балку или саму оправу, на которых формируют опорные площадки, при этом процесс соединения зеркала с опорами начинают с приклеивания опорных пят магнитных опор, затем осуществляют установку зеркала в оправу и перевод его в рабочее положение путем наложения и поджатия зеркала до соприкосновения и примагничивания опорных пят магнитных опор с магнитами и оправой или элементом разгрузки и опирания на опорную площадку боковой поверхностью зеркала.The specified technical result is also achieved due to the fact that, in accordance with the second embodiment of the known method of mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, including connecting the mirror with supports and the frame and setting it in the working position, for which the attachment points are determined by calculation, size and the required number of magnetic supports intended to be placed on the rear surface of the mirror and supports intended to be placed on the side surfaces of the mirror are determined The applicability of mirror unloading, the process of connecting the mirror to magnetic supports involves gluing the support heels that make up these supports, it is new that the magnetic supports are made in the form of a component assembly, which, in addition to the support heel made of ferromagnetic material, includes a permanent magnet from rare earth material, which is placed in a seat formed in the frame or unloading element, or insert, and as a support intended to be placed on the side surface of the mirror, is used they use a beam lever or the frame itself, on which support platforms are formed, and the process of connecting the mirror with the supports begins by gluing the support heels of the magnetic supports, then the mirror is mounted in the frame and put into working position by applying and preloading the mirror until it touches and magnetizes supporting heels of magnetic supports with magnets and a frame or an element of unloading and resting on the supporting platform with the side surface of the mirror.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в соответствии со вторым вариантом известного способа крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, включающего соединение зеркала с опорами и оправой и установкой его в рабочее положение, для чего определяют расчетным путем места крепления, размер и требуемое количество магнитных опор, предназначенных для размещения на тыльной и боковых поверхностях зеркала, определяют необходимость применения разгрузок зеркала, процесс соединения зеркала с магнитными опорами, предназначенными для размещения на тыльной поверхности зеркала, включает приклеивание опорных пят, входящих в состав опор, новым является то, что магнитные опоры выполняют в виде составного узла, в который кроме опорной пяты, изготовленной из ферромагнитного материала, входит постоянный магнит из редкоземельного материала, который размешают в посадочном месте, сформированном в оправе или разгрузочном элементе, или вставке, процесс соединения зеркала с опорами начинают с приклеивания всех опорных пят, установку зеркала в оправу и перевод его в рабочее положение осуществляют путем наложения и поджатия зеркала до соприкосновения и примагничивания с магнитами всех опорных пят и оправы.The specified technical result is also achieved due to the fact that, in accordance with the second embodiment of the known method of mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, including connecting the mirror with supports and the frame and setting it in the working position, for which the attachment points are determined by calculation, size and the required number of magnetic supports designed to be placed on the rear and side surfaces of the mirror, determine the need to use the unloading of the mirror, the connection process Mirrors with magnetic poles designed to be placed on the rear surface of the mirror include gluing the supporting heels that make up the poles; it is new that the magnetic poles are made in the form of a component assembly, which, in addition to the supporting heel made of ferromagnetic material, includes a permanent magnet of rare-earth material, which is placed in a seat formed in the frame or unloading element, or insert, the process of connecting the mirror with the supports begins by gluing all the supporting heels, installed Patent Application mirror frame and transfer it into the working position is carried out by overlapping and compression of the mirror to the ground and with magnets Magnet all reference frames and toe.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в соответствии с первым вариантом известного устройства крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, содержащего центральную опору и не менее трех периферийных магнитных опор, включающих приклеенные к тыльной поверхности зеркала опорные пяты, которые соединены с оправой силами магнитного сцепления с возможностью перемещения относительно ее, при необходимости применения элементов разгрузки зеркала, опорные пяты соединены силами магнитного сцепления с элементами разгрузки с возможностью перемещения относительно них, новым является то, что опорные пяты магнитных опор выполнены из ферромагнитного материала, коэффициент объемного расширения которого соответствует коэффициенту объемного расширения материала зеркала, постоянный магнит из редкоземельного материала, входящий в состав магнитной опоры, выполнен в виде отдельного элемента, размещен в посадочном месте, сформированном в оправе или элементе разгрузки или вставке, скрепленной с оправой или элементом разгрузки.The specified technical result is also achieved due to the fact that in accordance with the first embodiment of the known device for mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame containing a central support and at least three peripheral magnetic supports, including support heels glued to the rear surface of the mirror, which are connected to the frame by magnetic cohesion with the ability to move relative to it, if necessary, use the unloading elements of the mirror, the supporting heels are connected by coupling with unloading elements with the ability to move relative to them, it is new that the supporting heels of the magnetic supports are made of ferromagnetic material, the coefficient of volume expansion of which corresponds to the coefficient of volume expansion of the material of the mirror, a permanent magnet of rare-earth material, which is part of the magnetic support, is made in in the form of a separate element, placed in a seat formed in the frame or unloading element or insert fastened to the frame or unloading element dressing.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в соответствии со вторым вариантом известного устройства крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, содержащего не менее одной опоры, установленной на боковой поверхности зеркала, и не менее трех магнитных опор, включающих приклеенные к тыльной поверхности зеркала опорные пяты, которые соединены с оправой силами магнитного сцепления с возможностью перемещения относительно ее, при необходимости применения элементов разгрузки зеркала, опорные пяты соединены силами магнитного сцепления с элементами разгрузки с возможностью перемещения относительно них, новым является то, что опорные пяты магнитных опор выполнены из ферромагнитного материала, коэффициент объемного расширения которого соответствует коэффициенту объемного расширения материала зеркала, постоянный магнит из редкоземельного материала, входящий в состав магнитной опоры, выполнен в виде отдельного элемента, размещен в посадочном месте, сформированном в оправе или элементе разгрузки или вставке, скрепленной с оправой или элементом разгрузки, в качестве опоры, установленной на боковой поверхности зеркала, используют конструктивно совмещенную с оправой рычаг-балку или непосредственно оправу с формированием на них опорных поверхностей, на которых размещены эластичные деформируемые прокладки.The specified technical result is also achieved due to the fact that in accordance with the second embodiment of the known device for mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame containing at least one support mounted on the side surface of the mirror and at least three magnetic supports, including glued to the back the surface of the mirror supporting heels that are connected to the frame by magnetic adhesion with the possibility of movement relative to it, if necessary, use the elements of the unloading of the mirror la, the support heels are connected by magnetic cohesion with the unloading elements with the possibility of movement relative to them, new is that the support heels of the magnetic supports are made of ferromagnetic material, the coefficient of volume expansion of which corresponds to the coefficient of volume expansion of the material of the mirror, a permanent magnet of rare-earth material included in the composition of the magnetic support, made in the form of a separate element, is placed in a seat formed in the frame or element of unloading or insert, fasten flush with the frame or the unloading element, as a support mounted on the side surface of the mirror, a beam-beam or directly the frame is used structurally combined with the frame with the formation of support surfaces on which elastic deformable gaskets are placed.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в соответствии со вторым вариантом известного устройства крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, содержащего не менее двух магнитных опор, установленных на боковой поверхности зеркала, и не менее трех магнитных опор, установленных на тыльной поверхности зеркала, включающих приклеенные к тыльной поверхности зеркала опорные пяты, которые соединены с оправой силами магнитного сцепления с возможностью перемещения относительно ее, а при необходимости применения элементов разгрузки зеркала, опорные пяты соединены силами магнитного сцепления с элементами разгрузки с возможностью перемещения относительно них, новым является то, что опорные пяты всех магнитных опор выполнены из ферромагнитного материала, коэффициент объемного расширения которого соответствует коэффициенту объемного расширения материала зеркала, постоянный магнит из редкоземельного материала, входящий в состав магнитной опоры, выполнен в виде отдельного элемента, размещен в посадочном месте, сформированном в оправе или элементе разгрузки, или вставке.The specified technical result is also achieved due to the fact that in accordance with the second embodiment of the known device for mounting a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame containing at least two magnetic supports mounted on the side surface of the mirror, and at least three magnetic supports mounted on the rear the surface of the mirror, including supporting heels glued to the rear surface of the mirror, which are connected to the frame by magnetic adhesion with the possibility of movement relative to it, and if it is necessary to use mirror unloading elements, the support heels are connected by magnetic adhesion forces with the unloading elements with the possibility of moving relative to them, it is new that the support heels of all magnetic supports are made of ferromagnetic material, the volume expansion coefficient of which corresponds to the coefficient of volume expansion of the mirror material, permanent magnet of rare-earth material, which is part of the magnetic support, made in the form of a separate element, placed in a seat, lined in a frame or an unloading element, or an insert.

Для всех вариантов заявляемых устройств:For all variants of the claimed devices:

Оправа или элемент разгрузки в зоне размещения магнита могут быть выполнены из ферромагнитного материала.The frame or the unloading element in the magnet placement zone may be made of ferromagnetic material.

Вставки, установленные в оправе или разгрузочном элементе, могут быть выполнены из ферромагнитного материала в форме стакана, в котором размещают магнит.The inserts installed in the frame or discharge element can be made of ferromagnetic material in the form of a glass in which the magnet is placed.

Разгрузочные элементы могут быть выполнены в виде шарнирных балок или пластин.Unloading elements can be made in the form of articulated beams or plates.

Разгрузочные элементы могут быть выполнены равноплечими и/или неравноплечими.The unloading elements can be performed with equal arms and / or unequal arms.

Суммарная площадь поверхности постоянных магнитов может быть выбрана из соотношения 1/20…1/250 от площади поверхности зеркала.The total surface area of the permanent magnets can be selected from a ratio of 1/20 ... 1/2 of the surface area of the mirror.

Постоянные магниты могут быть выполнены в форме диска, толщина которого выбрана из соотношения 1/2…1/20 его диаметра.Permanent magnets can be made in the form of a disk, the thickness of which is selected from the ratio 1/2 ... 1/20 of its diameter.

Опорные пяты могут быть выполнены в форме диска, одна поверхность которого плоская, а другая - выпуклая.Supporting heels can be made in the form of a disk, one surface of which is flat and the other is convex.

На примыкающую к опорным пятам поверхность постоянного магнита может быть нанесена смазка или антифрикционное покрытие.The surface of the permanent magnet adjacent to the reference heels may be coated with a lubricant or anti-friction coating.

Для второго варианта заявляемого устройства: Опорная поверхность рычага-балки может быть снабжена неметаллическим покрытием, через которое она контактирует с боковой поверхностью зеркала.For the second variant of the claimed device: The supporting surface of the beam arm can be provided with a non-metallic coating through which it contacts the side surface of the mirror.

Рычаг-балка может быть соединена с оправой с помощью регулируемого винта со сферической головкой.The beam arm can be connected to the frame using an adjustable screw with a spherical head.

Выполнение опорных пят из ферромагнитного материала, которые наклеивают на тыльную поверхность зеркала в точках, оптимальных с точки зрения минимума деформаций от воздействия собственного веса или нагрузок зеркала, возникающих при эксплуатации, позволяет не применять крепление-поджим по краям зеркала и, соответственно, избавиться от изгибных напряжений и значительной деформации зеркала, даже при небольших усилиях поджатия, возникающих от смещения опорной пяты относительно места приложения поджимающей силы.The implementation of the support foot of the ferromagnetic material, which is glued to the rear surface of the mirror at points that are optimal from the point of view of minimum deformations from the influence of its own weight or the loads of the mirror that occur during operation, allows not to use fastening-pressing along the edges of the mirror and, accordingly, get rid of bending stresses and significant deformation of the mirror, even with small compressive forces arising from the displacement of the supporting heel relative to the place of application of the compressive force.

Выполнение магнитных опор зеркала в виде составного узла, в который входит опорная пята из ферромагнитного материала с определенным коэффициентом объемного расширения и в виде отдельного элемента постоянный магнит из редкоземельного материала позволяет снизить требования к системе автоматической юстировки и системе коррекции волнового фронта установки. Кроме того, заявляемые устройства позволяют применять одни и те же технические решения для большого количества углов пространственного расположения зеркала, вне зависимости от того, «лежит» зеркало на опорах или «висит» на них, что позволяет вдвое снизить номенклатуру разрабатываемых оправ и зеркал многоканальной, многокаскадной установки.The implementation of the magnetic support of the mirror in the form of a composite unit, which includes a support point made of ferromagnetic material with a certain coefficient of volume expansion and as a separate element, a permanent magnet made of rare-earth material can reduce the requirements for the automatic alignment system and the installation wavefront correction system. In addition, the inventive devices allow the use of the same technical solutions for a large number of angles of the spatial arrangement of the mirror, regardless of whether the mirror "lies" on the supports or "hangs" on them, which allows to halve the range of developed frames and mirrors multi-channel, multi-stage installation.

Выполнение отдельного элемента магнитной опоры из постоянного магнита, который размещают в сформированном для этого посадочном месте, обеспечивает безлюфтовое и беззазорное поджатие, точнее притягивание зеркала к опорной поверхности, или поверхностям, независимо от температуры, положения в пространстве, времени и любых других условий.The implementation of a separate element of the magnetic support from a permanent magnet, which is placed in the seat formed for this, provides clearance-free and clearance-free compression, more precisely, the attraction of the mirror to the supporting surface, or surfaces, regardless of temperature, position in space, time and any other conditions.

При наклонах или опрокидывании оптического элемента необходимо, чтобы суммарное усилие магнитов в заданном направлении превышало вес зеркала на заданную величину. Усилие, развиваемое магнитом в рабочем диапазоне температур практически постоянно в течение многих лет. Спеченные магниты обладают низким по сравнению с конструкционной сталью коэффициентом температурного расширения и высокой жесткостью. При любых углах наклона или поворота зеркала при данном способе закрепления мы имеем высокостабильное положение зеркала относительно оправы и, соответственно, рамы в которой эта оправа установлена. При больших перепадах температур сдвиговые напряжения, возникающие от различия коэффициентов линейного расширения материала зеркала и (или) оправы, в которую оно установлено, автоматически компенсируются, при проскальзывании магнита относительно опорных пят, тем самым, снижая деформацию оптической поверхности. Для уменьшения сил трения скольжения магнита относительно ферромагнитной подложки и лучшей компенсации температурных деформаций, сопрягаемые поверхности магнита и опорной пяты должны иметь минимальную шероховатость. Их лучше отполировать. При необходимости, возможно использование пластичной смазки, а также применение антифрикционного материала в виде пленки, фольги или тонкостенного стакана, в который вставляется или вклеивается магнит.When tilting or tipping over the optical element, it is necessary that the total force of the magnets in a given direction exceed the weight of the mirror by a predetermined amount. The force developed by the magnet in the operating temperature range is almost constant for many years. Sintered magnets have a low coefficient of thermal expansion compared to structural steel and high rigidity. At any angle of inclination or rotation of the mirror with this method of fixing, we have a highly stable position of the mirror relative to the frame and, accordingly, the frame in which this frame is installed. At large temperature differences, shear stresses arising from the difference in the linear expansion coefficients of the mirror material and (or) the frame in which it is installed are automatically compensated when the magnet slips relative to the supporting heels, thereby reducing the deformation of the optical surface. In order to reduce the sliding friction forces of the magnet relative to the ferromagnetic substrate and better compensate for temperature deformations, the mating surfaces of the magnet and the support heel should have a minimum roughness. They are better polished. If necessary, it is possible to use grease, as well as the use of anti-friction material in the form of a film, foil or thin-walled cup into which a magnet is inserted or glued.

Проскальзывание магнита вклеенного во вставку в форме стакана оправы или разгрузочного элемента относительно опор зеркала обеспечивает температурную компенсацию и сводит к минимуму деформацию зеркала, связанную с перепадом температур, и в тоже время обеспечивает однозначное, безлюфтовое положение зеркала относительно оправы в процессе эксплуатации.The slip of the magnet glued into the insert in the form of a barrel of a frame or an unloading element relative to the mirror supports provides temperature compensation and minimizes the deformation of the mirror associated with a temperature difference, and at the same time provides an unambiguous, backlash-free position of the mirror relative to the frame during operation.

На фиг. 1, 2, 3 схематично изображены варианты заявляемых устройств, которые также поясняют соответствующие варианты заявляемых способов. На фиг. 1 - первый вариант, на фиг 2 - второй вариант, на фиг. 3 - третий вариант. На фиг. 4 и 5 изображены крепление магнитных опор при использовании в конструкции разгрузочных элементов. При этом приняты следующие обозначения: 1 - зеркало; 2 - оправа; 3 - пята магнитной опоры; 4 - магнит; 5 - центральная опора; 6 - балка разгрузки; 7 - нижняя опора шарнирная самоустанавливающаяся; 8 - нижняя опорная площадка; 9 - боковая опора шарнирная самоустанавливающаяся с соответствующей опорной площадкой; 10 - стакан ферромагнитный.In FIG. 1, 2, 3 schematically depict variants of the claimed devices, which also explain the corresponding variants of the claimed methods. In FIG. 1 is a first embodiment; FIG. 2 is a second embodiment; FIG. 3 - the third option. In FIG. 4 and 5 show the fastening of magnetic supports when used in the design of unloading elements. The following notation is accepted: 1 - mirror; 2 - frame; 3 - heel of the magnetic support; 4 - magnet; 5 - central support; 6 - unloading beam; 7 - lower support hinged self-aligning; 8 - lower supporting platform; 9 - lateral support articulated with a corresponding supporting platform; 10 - a ferromagnetic glass.

Примером конкретного выполнения первого варианта заявляемого устройства, поясняющего также заявляемый способ по первому варианту, может служить устройство крепления крупногабаритного зеркала из ситалла (или кварца) в оправе мобильного опорно-поворотного устройства с помощью центральной опоры и группы магнитных опор, расположенных на периферии по тыльной поверхности зеркала. Центральная опора выполнена в виде мембраны толщиной 0.5 мм. и диаметром 145 мм, которая с помощью винтов закреплена к кольцу из супеинвара, вкленного в гнездо диаметром 150 мм и глубиной 50 мм, выполненное на тыльной поверхности зеркала. В требуемых местах на тыльной поверхности зеркала приклеены 6 цилиндрических опорных пят из суперинвара диаметром 35 мм и толщиной 5 мм, которые с помощью цилиндрических неодимовых магнитов диаметром 30 мм и высотой 10 мм примагничиваются к трем рычагам-коромыслам - элементам разгрузки. Процесс соединения зеркала 1 с опорами 3, 4 и 5 начинают с приклеивания опорных пят 3 магнитных опор, затем центральную опору 5 прикрепляют к оправе 2, осуществляют установку зеркала 1 в оправу 2 и переводят его в рабочее положение путем наложения и поджатия зеркала 1 до соприкосновения и примагничивания опорных пят 3 магнитных опор с магнитами 4 и оправой 2 или элементом разгрузки 6 при центрировании зеркала по центральной опоре 5. Таким образом, боковую составляющую веса зеркала воспринимает оправа через мембрану центральной опоры, а вертикальную составляющую воспринимают магнитные опоры, закрепленные непосредственно на оправе, либо через рычаги разгрузки, если они применяются. Центральная опора совместно с магнитными опорами обеспечивают надежное безлюфтовое закрепление зеркала при его транспортировке, рабочих наклонах и поворотах в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.An example of a specific implementation of the first embodiment of the inventive device, which also explains the inventive method according to the first embodiment, can be a device for attaching a large mirror made of glass (or quartz) in the frame of a mobile slewing ring using a central support and a group of magnetic supports located on the periphery of the rear surface mirrors. The central support is made in the form of a membrane with a thickness of 0.5 mm. and a diameter of 145 mm, which is screwed to a ring made of a super-invar, inserted into a socket with a diameter of 150 mm and a depth of 50 mm, made on the rear surface of the mirror. In the required places on the rear surface of the mirror, 6 cylindrical support heels are glued from a superinvar with a diameter of 35 mm and a thickness of 5 mm, which are magnetized with three neodymium magnets with a diameter of 30 mm and a height of 10 mm to three rocker arms - unloading elements. The process of connecting the mirror 1 with the supports 3, 4 and 5 begins with the gluing of the supporting heels 3 of the magnetic supports, then the central support 5 is attached to the frame 2, the mirror 1 is mounted in the frame 2 and put it into working position by applying and pressing the mirror 1 until it touches and magnetizing the supporting heels 3 of the magnetic supports with magnets 4 and the frame 2 or the unloading element 6 when centering the mirror on the central support 5. Thus, the side component of the mirror weight is perceived by the frame through the membrane of the central support, and vertically th component perceive magnetic bearings fixed directly on the rim or through the unloading arms, if they are applied. The central support together with the magnetic supports provide reliable backlash-free fixing of the mirror during its transportation, working tilts and turns in three mutually perpendicular planes.

Примером конкретного выполнения второго варианта заявляемого устройства, которое поясняет заявляемый способ по второму варианту, является устройство крепления зеркала транспортировки лазерного излучения к оправе. Оправа может иметь предохранительные пластины, расположенные по краям зеркала и установленные с зазором к нему, но предохраняющие от выпадения зеркала в случае нештатной или аварийной ситуации. Оправа может быть соединена с внешней несущей рамой с помощью сферического или упругого шарнира и упругой тяги, или являться частью карданной оправы, внутренняя рамка которой соединена с внешней с помощью подшипников качения или скольжения, и юстироваться по двум координатам с помощью моторных или ручных подвижек.An example of a specific implementation of the second variant of the inventive device, which explains the inventive method according to the second embodiment, is a device for mounting a mirror for transporting laser radiation to the frame. The frame can have safety plates located at the edges of the mirror and installed with a gap to it, but protecting them from falling out of the mirror in case of an emergency or emergency. The frame can be connected to an external supporting frame using a spherical or elastic hinge and elastic traction, or be part of a gimbal frame, the internal frame of which is connected to the external using rolling or sliding bearings, and adjusted in two coordinates using motor or manual movements.

Крепление зеркала 1 (фиг. 2) на оправе 2 осуществляют с помощью группы-комплекта из шести опорных пят 3, выполненных из ферромагнитного материала, имеющего коэффициент объемного расширения менее чем 1×10-6 1/°С, соответствующий коэффициенту объемного расширения материала ситаллового или кварцевого зеркала. Пяты 3 наклеены на нерабочую, тыльную поверхность зеркала 1. шесть постоянных дисковых магнитов 4 вклеены в гнезда ферромагнитных стаканов 10 (фиг. 5), закрепленных на концах трех балок разгрузки 6. Нижняя торцевая поверхность зеркала опирается на неметаллические опорные площадки 8 (фиг. 2), приклеенные с определенным шагом к нижней самоустанавливающейся опоре 7. При установке зеркала под ʺсложнымʺ пространственным углом, когда все грани зеркала находятся под углами к горизонтали, соответствующая боковая поверхность зеркала также опирается дополнительно на опорные площадки, приклеенные к боковой самоустанавливающейся опоре 9 (фиг. 2). При снижении требований к оптическим характеристикам зеркала, а также небольшой нагрузке на опорные площадки 8, т.е. при углах близких к горизонтали, возможно сформировать эти опорные площадки непосредственно на оправе, без применения самоустанавливающихся опор. При выполнение зеркала из ситалла или кварца, опорные пяты 3 выполняют из инвара или суперинвара, в случае изготовления зеркала из стекла К8, К108 их выполняют из ковара. Опорная пята имеет цилиндрическую форму диаметром 35 мм, высотой 5 мм. Одна грань опоры выполнена плоской, другая - сферической радиусом 250 мм. Редкоземельный (неодим-железо-бор) магнит 4 имеет цилиндрическую форму, диаметром 30 мм, высотой 10 мм, обеспечивает усилие на отрыв в этих условиях более 15 кг. Процесс соединения зеркала 1 с опорами 3, 4, 7 и 9 начинают с приклеивания опорных пят 3 магнитных опор, затем осуществляют установку зеркала 1 в оправу 2 и перевод его в рабочее положение путем наложения и поджатия зеркала 1 до соприкосновения и примагничивания опорных пят 3 магнитных опор с магнитами 4 и оправой 1 или элементом разгрузки 6 и до опирания боковой поверхности зеркала опорных площадок 8 на самоустанавливаюшихся опорах 7 и 9.The mirror 1 is mounted (Fig. 2) on the frame 2 using a set of six support legs 3 made of a ferromagnetic material having a volume expansion coefficient of less than 1 × 10 -6 1 / ° С corresponding to the volume expansion coefficient of the ceramic material or quartz mirror. Heels 3 are glued to a non-working, rear surface of mirror 1. Six permanent disk magnets 4 are glued to the nests of ferromagnetic cups 10 (Fig. 5), fixed at the ends of three unloading beams 6. The lower end surface of the mirror is supported by non-metallic supporting platforms 8 (Fig. 2 ) glued with a certain step to the lower self-aligning support 7. When installing the mirror at a “complex” spatial angle, when all the faces of the mirror are at angles to the horizontal, the corresponding side surface of the mirror also leans to additionally on supporting platforms glued to the lateral self-aligning support 9 (Fig. 2). While reducing the requirements for the optical characteristics of the mirror, as well as a small load on the supporting platform 8, i.e. at angles close to horizontal, it is possible to form these bearing pads directly on the frame, without the use of self-aligning supports. When making mirrors of glass or quartz, the supporting heels 3 are made of Invar or Superinvar, in the case of making mirrors of glass K8, K108 they are made of kovar. The support heel has a cylindrical shape with a diameter of 35 mm, a height of 5 mm. One face of the support is made flat, the other with a spherical radius of 250 mm. The rare-earth (neodymium-iron-boron) magnet 4 has a cylindrical shape, with a diameter of 30 mm, a height of 10 mm, and provides a separation force of more than 15 kg under these conditions. The process of connecting the mirror 1 to the supports 3, 4, 7 and 9 begins with the gluing of the support legs 3 of the magnetic supports, then they install the mirror 1 in the frame 2 and put it into working position by applying and tightening the mirror 1 to the contact and magnetization of the magnetic support 3 supports with magnets 4 and a frame 1 or an unloading element 6 and until the side surface of the mirror abuts the supporting platforms 8 on the self-aligning supports 7 and 9.

Примером конкретного выполнения третьего варианта заявляемого устройства может служить устройство крепления крупногабаритного зеркала из ситалла (кварца) в оправе мобильного опорно-поворотного устройства (см. фиг. 3). На тыльной поверхности зеркала приклеены 3 цилиндрические пяты из суперинвара диаметром 30 мм и толщиной 3 мм. От боковой цилиндрической поверхности зеркала отрезаны два симметричных сегмента. На одной из этих полученных поверхностей также приклеены две цилиндрические пяты. Еще одна пята приклеена на боковой поверхности зеркала снизу перпендикулярно к ним. Места расположения опор определены расчетом путем. Зеркало, с приклеенными к нему ферромагнитными опорами, примагничивается к оправе или к элементам разгрузки с помощью шести цилиндрических редкоземельных магнитов диаметром 25 мм и толщиной 5 мм, которые приклеенных к оправе аксиально опорам. Опоры совместно с магнитами обеспечивают надежное безлюфтовое закрепление зеркала при его транспортировке, рабочих наклонах и поворотах в 3 взаимно перпендикулярных плоскостях. Процесс соединения зеркала 1 с опорами 3 и 4 начинают с приклеивания всех опорных пят 3, установку зеркала 1 в оправу 2 и перевод ею в рабочее положение осуществляют путем наложения и поджатия зеркала 1 до соприкосновения и примагничивания с магнитами 4 всех опорных пят 3 и оправы 2.An example of a specific implementation of the third variant of the claimed device can be a device for mounting a large mirror of glass (quartz) in the frame of a mobile slewing ring (see Fig. 3). On the rear surface of the mirror 3 cylindrical heels of superinvar with a diameter of 30 mm and a thickness of 3 mm are glued. Two symmetrical segments are cut off from the lateral cylindrical surface of the mirror. Two cylindrical heels are also glued to one of these obtained surfaces. Another heel is glued on the side surface of the mirror from below perpendicular to them. The locations of the supports are determined by calculation. The mirror, with the ferromagnetic bearings glued to it, is magnetized to the frame or to the unloading elements using six cylindrical rare-earth magnets with a diameter of 25 mm and a thickness of 5 mm, which are axially mounted to the frame. Supports together with magnets provide reliable backlash-free fixing of the mirror during its transportation, working tilts and turns in 3 mutually perpendicular planes. The process of connecting the mirror 1 with the supports 3 and 4 begins by gluing all the supporting legs 3, the installation of the mirror 1 in the frame 2 and its translation into the working position is carried out by applying and pressing the mirror 1 until it touches and magnetizes 4 all the supporting heels 3 and the frame 2 with magnets 4 .

Для всех заявляемых вариантов выбор места расположения магнитов 4 и их количество определяется, в первую очередь, из условий расчетной минимизации деформаций зеркала 1, а также минимального смещения его относительно оправы 2, и монтажной рамы в которой оправа установлена, под действием собственного веса и возникающих в процессе эксплуатации нагрузок. Оправа обладает высокой жесткостью и обеспечивает минимальный прогиб и надежную фиксацию зеркала под действием собственного веса и веса зеркала под воздействием прилагаемых в процессе эксплуатации нагрузок. Приклеивание ферромагнитных опорных пят 3 на поверхность зеркала 1, а также магнитов 4 в ферромагнитный стакан 10 и опорных площадок 8 к самоустанавливающимся опорам 7 и 9 или непосредственно к оправе 2 осуществляют заблаговременно, по отношению к остальным этапам процесса сборки, или, при необходимости, выбирается вариант технологического процесса склейки компенсирующий погрешности прилегания сопрягаемых деталей, за счет толщины клеевого шва. Лучшими по сочетанию свойств качество - цена на сегодняшний день для решения поставленной задачи являются спеченные магниты группы Ne-Fe- В (неодим-железо-бор). Постоянные магниты 4 обеспечивают поджатие и притягивание зеркала 1 к заданной опорной поверхности, независимо от условий эксплуатации. Рабочая температура магнита 4 в местах склейки не должна превышать температуру в 75°С. При наклонах или опрокидывании зеркала 1 суммарное усилие магнитов 4 в заданном направлении вдвое превышает вес зеркала. При больших перепадах температур сдвиговые напряжения, возникающие от различия коэффициентов линейного расширения материала зеркала 1 и оправы 2, автоматически компенсируются при проскальзывании магнита 4, тем самым, снижая деформацию оптической поверхности. Для уменьшения сил трения скольжения магнита 4 относительно оправы 2 из ферромагнитного материала и лучшей компенсации температурных деформаций, сопрягаемые поверхности магнита 4 и оправы могут быть отполированы и смазаны антифрикционным материалом. Проскальзывание магнита 4 относительно оправы обеспечивает также безлюфтовое положение зеркала 1 в процессе эксплуатации оправы, поскольку пяты 3 наклеивают на поверхность зеркала в точках оптимальных с точки зрения минимума деформаций, возникающих от воздействия собственного веса или нагрузок зеркала, возникающих при эксплуатации. При этом не требуется крепления-поджима по краям зеркала и, соответственно, нет изгибных напряжений и значительной деформации зеркала даже при небольших усилиях поджатия, возникающих от смещения опорной площадки относительно места приложения поджимающей силы. В нашем случае, место приложения удерживающей силы соответствует месту расположения опорной площадки и изгибные напряжения от смещения отсутствуют. Ферромагнитная пята 3, магнит 4 и ферромагнитный стакан 10 расположены коаксиально. Незначительное (в пределах 1 мм) отклонение от соосности магнитов и опорных пят практически не влияет на усилие отрыва магнитной опоры. Для компенсации неточности изготовления элементов оправы 2 и зеркала 1 размеры магнита 4 при этом лучше сделать меньшими, чем размеры элементов, входящих в магнитное сцепление, для исключения появления усилий сдвига. Отрыв пяты 3 от зеркала 1 или магнита 4 от ферромагнитного стакана 10 исключен при правильном подборе клеящего состава. Клей требуется достаточно эластичный, а размеры магнита 4 должны быть существенно меньше размеров оптической детали. Причем оптимальной является форма пяты 3 и магнита 4 в виде диска. Тогда влияние самой опоры и клеевого шва при изменении условий эксплуатации, например изменении влажности или температуры, практически не будет сказываться на оптическом качестве самого зеркала из-за малых размеров опоры относительно размеров зеркала Слой клея должен быть достаточно тонким. Толстый слой эластичного клея уменьшает жесткость соединения зеркало-опора-оправа соответственно уменьшается жесткость и стабильность - важные качественные характеристики оптического тракта системы транспортировки. К тому же даже очень тонкого слоя клея (в несколько микрон) достаточно, чтобы компенсировать локальные микронеровности прилегающих поверхностей зеркала и пяты. Поверхности, прилегающей к магниту, лучше придать слегка сферическую форму, тогда при микродеформациях пяты 3, магнита 4 и рычагов разгрузки, на которых установлено зеркало, неизбежных при изменении температуры, наклонах или повороте, угловое положение зеркала относительно опоры не меняется.For all the claimed options, the choice of the location of the magnets 4 and their number is determined, first of all, from the conditions of the calculated minimization of deformations of the mirror 1, as well as its minimum displacement relative to the frame 2, and the mounting frame in which the frame is installed, under the influence of its own weight and arising in the operation of the loads. The frame has high rigidity and provides minimal deflection and reliable fixation of the mirror under the influence of its own weight and the weight of the mirror under the influence of the loads applied during operation. The gluing of the ferromagnetic support foot 3 to the surface of the mirror 1, as well as the magnets 4 in the ferromagnetic cup 10 and support pads 8 to the self-aligning supports 7 and 9 or directly to the frame 2 is carried out in advance, in relation to the remaining stages of the assembly process, or, if necessary, is selected a variant of the gluing process that compensates for the fit of the mating parts due to the thickness of the adhesive joint. The best combination of properties quality - price today to solve this problem are sintered magnets of the Ne-Fe-B group (neodymium-iron-boron). Permanent magnets 4 provide a preload and attraction of the mirror 1 to a given bearing surface, regardless of operating conditions. The working temperature of the magnet 4 in the gluing places should not exceed a temperature of 75 ° C. When tilting or tipping mirror 1, the total force of the magnets 4 in a given direction is twice the weight of the mirror. At large temperature differences, shear stresses arising from the difference in the linear expansion coefficients of the material of the mirror 1 and the frame 2 are automatically compensated by slipping of the magnet 4, thereby reducing the deformation of the optical surface. To reduce the sliding friction forces of the magnet 4 relative to the frame 2 of a ferromagnetic material and better compensate for temperature deformations, the mating surfaces of the magnet 4 and the frame can be polished and lubricated with antifriction material. The slippage of the magnet 4 relative to the frame also provides a backlash-free position of the mirror 1 during operation of the frame, since the heels 3 are glued to the surface of the mirror at points that are optimal from the point of view of minimum deformations arising from the influence of the body weight or mirror loads that occur during operation. This does not require mounting-clamping along the edges of the mirror and, accordingly, there is no bending stresses and significant deformation of the mirror even with small compressive forces arising from the displacement of the support pad relative to the place of application of the compressive force. In our case, the place of application of the holding force corresponds to the location of the supporting platform and there are no bending stresses from displacement. The ferromagnetic spot 3, the magnet 4 and the ferromagnetic cup 10 are located coaxially. An insignificant (within 1 mm) deviation from the alignment of the magnets and supporting heels practically does not affect the separation force of the magnetic support. To compensate for the inaccuracy of the manufacture of the elements of the frame 2 and the mirror 1, the dimensions of the magnet 4 are better to be made smaller than the dimensions of the elements included in the magnetic clutch in order to eliminate the appearance of shear forces. The separation of the heel 3 from the mirror 1 or magnet 4 from the ferromagnetic cup 10 is excluded with the correct selection of the adhesive composition. The glue is required quite elastic, and the size of the magnet 4 should be significantly smaller than the dimensions of the optical part. Moreover, the shape of the heel 3 and magnet 4 in the form of a disk is optimal. Then, the influence of the support itself and the adhesive joint under changing operating conditions, for example, changes in humidity or temperature, will practically not affect the optical quality of the mirror itself due to the small size of the support relative to the size of the mirror. The adhesive layer should be quite thin. A thick layer of elastic glue reduces the stiffness of the mirror-support-frame connection, respectively, stiffness and stability are reduced - important qualitative characteristics of the optical path of the transportation system. In addition, even a very thin layer of glue (a few microns) is enough to compensate for the local microroughness of the adjacent surfaces of the mirror and the heel. It is better to give the surface adjacent to the magnet a slightly spherical shape, then with microdeformations of the heel 3, magnet 4 and unloading levers on which the mirror is mounted, inevitable when the temperature, tilts or turns, the angular position of the mirror relative to the support does not change.

Заявляемые способы и устройства крепления обеспечивают высокую жесткость и долговременную стабильность положения рабочего зеркала и позволяют:The inventive mounting methods and devices provide high rigidity and long-term stability of the position of the working mirror and allow:

- снизить механические деформации крупногабаритного оптического элемента, как при его монтаже, так и в процессе работы, тем самым, повысить качественные характеристики оптического тракта всей установки, что позволяет снизить требования к системе коррекции волнового фронта;- reduce mechanical deformation of a large optical element, both during installation and during operation, thereby improving the quality characteristics of the optical path of the entire installation, which reduces the requirements for the wavefront correction system;

- повысить точность перемещений и разрешающую способность элементов системы юстировки силового оптического тракта;- increase the accuracy of movements and the resolution of the elements of the alignment system of the power optical path;

- увеличить точность и жесткость установки рабочего элемента- зеркала, как во время юстировки, так и после ее проведения и отключения приводов системы юстировки, независимо от времени;- increase the accuracy and rigidity of the installation of the working element-mirrors, both during the adjustment, and after it and disconnecting the drives of the adjustment system, regardless of time;

- уменьшить стоимость, габариты и вес оправ зеркал системы транспортировки лазерного излучения;- reduce the cost, dimensions and weight of the frames of the mirrors of the laser transportation system;

- снизить требования к системе автоматической юстировки;- reduce the requirements for an automatic adjustment system;

- расширить температурный диапазон использования установки;- expand the temperature range of the installation;

- провести унификацию конструкции оправ транспортных зеркал, сделать их универсальными для большого количества углов их расположения, без существенного ухудшения характеристик оптического тракта.- to unify the design of the frames of the transport mirrors, to make them universal for a large number of angles of their location, without significantly degrading the characteristics of the optical path.

- уменьшить искажения профиля рабочей поверхности оптического элемента, как в горизонтальном положении, так и во всем диапазоне рабочих углов, добиться качественного повышения характеристик силового оптического тракта - снижения астигматизма и комы транспортной системы и всей установки в целом;- to reduce the distortion of the profile of the working surface of the optical element, both in a horizontal position and in the entire range of working angles, to achieve a qualitative increase in the characteristics of the power optical path - to reduce astigmatism and coma of the transport system and the entire installation as a whole;

- увеличить точность и жесткость установки рабочих элементов- зеркал транспортировки лазерного излучения, независимо от времени, повысить точность слежения и разрешающую способность системы автоматической юстировки- increase the accuracy and rigidity of the installation of the working elements - mirrors for the transportation of laser radiation, regardless of time, increase the tracking accuracy and resolution of the automatic alignment system

-уменьшить стоимость, габариты и вес установки;-decrease the cost, dimensions and weight of the installation;

- упростить конструкцию, отказаться от дорогостоящей монтажной регулировки усилий поджатия зеркала, снизить себестоимость узла крепления;- to simplify the design, abandon the costly mounting adjustment of the efforts of preloading the mirror, reduce the cost of the mount;

Предлагаемый способ крепления оптических элементов позволяет сделать «плавающее» крепление крупногабаритного зеркала ОПУ с развязкой на 6, 9 и более точек, т.е. в нашем случае опорных площадок - магнитных и немагнитных. Причем в отличие от существующих способов сделать это существенно дешевле и надежнее.The proposed method of mounting optical elements allows you to make a "floating" mount large-sized mirrors of the OPU with isolation of 6, 9 or more points, i.e. in our case, the reference sites - magnetic and non-magnetic. Moreover, unlike existing methods to do this, it is much cheaper and more reliable.

Используя магнитную систему закрепления оптических элементов появляется возможность провести конструктивную унификацию оправ системы транспортировки Л.И. при высоких требованиях к качеству оптического тракта и достаточно больших размерах зеркала, независимо от того «лежит» зеркало на опорах или «висит» на них. В любом случае зеркало с наклеенными в нужных местах опорами конструктивно опирается на оправу, (при небольших размерах), или на систему балок разгрузки (при установке, например, на 6 точек) или жестких треугольных пластин (при установке на 9 точек), а середины пластин- балок через шарнир (лучше упругий шарнир) опираются на оправу. В случае, если зеркало находиться ниже оправы, т.е. «висит» на ней, и удерживается магнитами, вклеенными в рычаги разгрузки. В случае если зеркало лежит на оправе - магниты не обязательны, хотя могут присутствовать, для уменьшения неконтролируемых перемещений зеркала относительно оправы в процессе эксплуатации.Using a magnetic system for fixing optical elements, it becomes possible to constructively unify the frames of the transportation system L.I. with high demands on the quality of the optical path and the sufficiently large size of the mirror, regardless of whether the mirror “lies” on the supports or “hangs” on them. In any case, the mirror with supports glued in the right places is structurally supported by the frame (for small sizes), or by a system of unloading beams (when installed, for example, at 6 points) or rigid triangular plates (when installed at 9 points), and the middle the beam plates through the hinge (preferably an elastic hinge) rest on the frame. In case the mirror is below the frame, i.e. “Hangs” on it, and is held by magnets glued to the unloading levers. If the mirror lies on the frame - magnets are not required, although they may be present, to reduce uncontrolled movements of the mirror relative to the frame during operation.

Благодаря своим преимуществам способ и устройство крепления найдут применение в системах транспортировки лазерного излучения мощных лазерных установок и систем, а также для закрепления крупногабаритных оптических элементов, установленных в подвижных оправах отведения лазерного излучения на диагностику или опорно-поворотных устройств.Due to its advantages, the mounting method and device will be used in laser transportation systems of powerful laser systems and systems, as well as for fixing large-sized optical elements installed in movable frames of the laser radiation for diagnostics or slewing devices.

На ряд оправ, выполненных по заявляемым способу и устройству крепления зеркала, разработаны 3D-модели, на основе которых проведены расчеты деформаций основных элементов конструкции и оптических элементов - зеркал. На варианта оправ, для зеркал, установленных под углом 45 градусов к горизонту, разработан комплект конструкторской документации. Изготовлены опытные экземпляры нескольких типов этих оправ с разгрузкой. Продолжается выпуск КД на оправы для зеркал с разгрузкой для других углов и условий закрепления для системы транспортировки Л.И.For a number of frames made according to the claimed method and device for mounting the mirror, 3D models have been developed, based on which deformations of the main structural elements and optical elements - mirrors are calculated. On the option of frames, for mirrors installed at an angle of 45 degrees to the horizon, a set of design documentation has been developed. Prototypes of several types of these frames were manufactured with unloading. The production of CD for frames for mirrors with unloading for other angles and fixing conditions for the transportation system continues.

Применение заявляемого изобретения позволит снизить требования к системе автоматической юстировки и системе коррекции волнового фронта установки. Кроме того, заявляемые устройства позволяют применять одну и ту же конструкцию опор для большого количества углов пространственного расположения зеркала, вне зависимости от того, «лежит» зеркало на опорах или «висит» на них, что позволяет вдвое снизить номенклатуру разрабатываемых оправ и зеркал многоканальной, многокаскадной установки. Это позволяет сделать универсальным конструкцию узлов крепления и существенно снизить себестоимость, как системы транспортировки, так и всей установки в целом. Упрощение монтажа крупногабаритных зеркал в оправу, при «автоматическом» выравнивании напряжений, обеспечиваемых конструкцией, для большого числа вариантов расположения зеркал в пространстве, при отсутствии сложных и дорогостоящих регулировок разгрузочных устройств, которые при заданных требованиях по точности должны контролироваться с помощью широкоапертурного интерферометра, позволит обеспечить существенный выигрыш по времени и стоимости монтажа сложной многоканальной лазерной установки.The use of the claimed invention will reduce the requirements for the automatic alignment system and the correction system of the wavefront of the installation. In addition, the inventive devices allow the use of the same design of supports for a large number of angles of the spatial arrangement of the mirror, regardless of whether the mirror "lies" on the supports or "hangs" on them, which allows to halve the range of developed frames and mirrors multi-channel, multi-stage installation. This allows you to make universal the design of the attachment points and significantly reduce the cost of both the transportation system and the entire installation as a whole. Simplification of the installation of large-sized mirrors in the frame, with the "automatic" equalization of stresses provided by the design, for a large number of options for the location of the mirrors in space, in the absence of complex and costly adjustments of the unloading devices, which, given the accuracy requirements, must be controlled using a wide-aperture interferometer, will allow Significant gain in time and cost of installation of a complex multi-channel laser installation.

Claims (31)

1. Способ крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, включающий установку с тыльной поверхности зеркала центральной опоры и периферийных магнитных опор, для чего определяют расчетным путем места крепления, размер и требуемое количество магнитных опор, в состав которых входят опорные пяты, которые приклеивают к поверхности зеркала, определение необходимости применения разгрузок зеркала, установку оправы с центральной опорой в рабочее положение и соединение зеркала с оправой, отличающийся тем, что магнитные опоры выполняют в виде составного узла, в который кроме опорной пяты, изготовленной из ферромагнитного материала, входит постоянный магнит из редкоземельного материала, который размещают в сформированном в оправе или разгрузочном элементе, или вставке в посадочном месте, при этом процесс соединения зеркала с опорами начинают с приклеивания опорных пят магнитных опор, затем осуществляют установку зеркала в оправу и перевод его в рабочее положение путем наложения и поджатая зеркала до соприкосновения и примагничивания опорных пят магнитных опор с магнитами и оправой или элементом разгрузки при центрировании зеркала по центральной опоре.1. A method of attaching a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, including installing from the rear surface of the mirror the central support and peripheral magnetic supports, for which the attachment points, size and the required number of magnetic supports, which include support heels that are glued, are determined by calculation to the surface of the mirror, determining the need to use the unloading of the mirror, installing the frame with a central support in the working position and connecting the mirror to the frame, characterized in that The thread supports are made in the form of a composite unit, which, in addition to the support foot made of ferromagnetic material, includes a permanent magnet of rare-earth material, which is placed in a frame formed in the frame or discharge element or insert in the seat, and the process of connecting the mirror to the supports begins by gluing the support heels of the magnetic supports, then the mirrors are mounted in the frame and put into working position by applying and tightened the mirrors until the supporting pins are contacted and magnetized magnetic poles with magnets and a rim element or unloading when centering the mirror along the central support. 2. Способ крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, включающий соединение зеркала с опорами и оправой и установкой его в рабочее положение, для чего определяют расчетным путем места крепления, размер и требуемое количество магнитных опор, предназначенных для размещения на тыльной поверхности зеркала, и опор, предназначенных для размещения на боковых поверхностях зеркала, определяют необходимость применения разгрузок зеркала, процесс соединения зеркала с магнитными опорами включает приклеивание опорных пят, входящих в состав этих опор, отличающийся тем, что магнитные опоры выполняют в виде составного узла, в который кроме опорной пяты, изготовленной из ферромагнитного материала, входит постоянный магнит из редкоземельного материала, который размещают в посадочном месте, сформированном в оправе, или разгрузочном элементе, или вставке, а в качестве опоры, предназначенной для размещения на боковой поверхности зеркала, используют рычаг-балку или саму оправу, на которых формируют опорные площадки, при этом процесс соединения зеркала с опорами начинают с приклеивания опорных пят магнитных опор, затем осуществляют установку зеркала в оправу и перевод его в рабочее положение путем наложения и поджатия зеркала до соприкосновения и примагничивания опорных пят магнитных опор с магнитами и оправой или элементом разгрузки и опирания на опорную площадку боковой поверхностью зеркала.2. A method of attaching a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, including connecting the mirror with the supports and the frame and setting it in the working position, for which the mounting location, size and the required number of magnetic supports intended for placement on the rear surface of the mirror are determined by calculation, and supports intended to be placed on the side surfaces of the mirror determine the necessity of using the unloading of the mirror, the process of connecting the mirror to the magnetic supports includes gluing the the heels included in these supports, characterized in that the magnetic supports are made in the form of a composite unit, which in addition to the support heel made of ferromagnetic material, includes a permanent magnet of rare-earth material, which is placed in a seat formed in the frame, or an unloading element, or insert, and as a support intended to be placed on the side surface of the mirror, use the beam arm or the frame itself, on which the supporting platforms are formed, while the process of connecting the mirror to pores begin with gluing reference toe magnetic poles, and then setting a mirror in a frame, and transfer it into the operative position by superimposing and bias the mirror to contact and Magnet support toe of magnetic poles with magnets and rim or element unloading and bearing on the support surface side of a mirror surface. 3. Способ крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, включающий соединение зеркала с опорами и оправой и установкой его в рабочее положение, для чего определяют расчетным путем места крепления, размер и требуемое количество магнитных опор, предназначенных для размещения на тыльной и боковых поверхностях зеркала, определяют необходимость применения разгрузок зеркала, процесс соединения зеркала с магнитными опорами, предназначенными для размещения на тыльной поверхности зеркала, включает приклеивание опорных пят, входящих в состав опор, отличающийся тем, что магнитные опоры выполняют в виде составного узла, в который кроме опорной пяты, изготовленной из ферромагнитного материала, входит постоянный магнит из редкоземельного материала, который размещают в посадочном месте, сформированном в оправе, или разгрузочном элементе, или вставке, процесс соединения зеркала с опорами начинают с приклеивания всех опорных пят, установку зеркала в оправу и перевод его в рабочее положение осуществляют путем наложения и поджатая зеркала до соприкосновения и примагничивания с магнитами всех опорных пят и оправы.3. A method of attaching a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, including connecting the mirror with the supports and the frame and installing it in a working position, for which the mounting points, size and the required number of magnetic supports intended for placement on the back and side surfaces are determined by calculation mirrors, determine the need for mirror unloading, the process of connecting the mirror with magnetic supports designed to be placed on the rear surface of the mirror includes gluing e of the supporting heels included in the structure of the supports, characterized in that the magnetic supports are made in the form of a composite unit, which, in addition to the supporting heel made of ferromagnetic material, includes a permanent magnet of rare-earth material, which is placed in a seat formed in the frame, or the unloading element, or insert, the process of connecting the mirror with the supports begins by gluing all the supporting heels, the mirror is installed in the frame and put into working position by applying and tightened the mirrors until they contact Aries Magnet magnets all reference frames and the toe. 4. Устройство крепления крупногабаритного зеркала в оправе, содержащее центральную опору и не менее трех периферийных магнитных опор, включающих приклеенные к тыльной поверхности зеркала опорные пяты, которые соединены с оправой силами магнитного сцепления с возможностью перемещения относительно нее, при необходимости применения элементов разгрузки зеркала, опорные пяты соединены силами магнитного сцепления с элементами разгрузки с возможностью перемещения относительно них, отличающееся тем, что опорные пяты магнитных опор выполнены из ферромагнитного материала, коэффициент объемного расширения которого соответствует коэффициенту объемного расширения материала зеркала, постоянный магнит из редкоземельного материала, входящий в состав магнитной опоры, выполнен в виде отдельного элемента, размещен в посадочном месте, сформированном в оправе, или элементе разгрузки, или вставке, скрепленной с оправой или элементом разгрузки.4. A device for attaching a large-sized mirror in a frame, containing a central support and at least three peripheral magnetic supports, including support heels glued to the rear surface of the mirror, which are connected to the frame by magnetic adhesion with the ability to move relative to it, if necessary, use mirror unloading elements, supporting the heels are connected by magnetic cohesion with the unloading elements with the possibility of movement relative to them, characterized in that the supporting heels of the magnetic supports are made s of ferromagnetic material, the coefficient of volume expansion of which corresponds to the coefficient of volume expansion of the material of the mirror, the permanent magnet of rare-earth material, which is part of the magnetic support, is made in the form of a separate element, placed in the seat formed in the frame, or the element of unloading, or insert, fastened with a frame or an unloading element. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что оправа или элемент разгрузки в зоне размещения магнита выполнены из ферромагнитного материала.5. The device according to p. 4, characterized in that the frame or the unloading element in the area of the magnet is made of ferromagnetic material. 6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что вставки, установленные в оправе или разгрузочном элементе, выполнены из ферромагнитного материала и имеют форму стакана, в котором размещен магнит.6. The device according to p. 4, characterized in that the inserts installed in the frame or the unloading element are made of ferromagnetic material and have the shape of a glass in which the magnet is placed. 7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что разгрузочные элементы выполнены в виде шарнирных балок или пластин.7. The device according to p. 4, characterized in that the discharge elements are made in the form of articulated beams or plates. 8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что разгрузочные элементы выполнены равноплечими и/или неравноплечими.8. The device according to p. 4, characterized in that the unloading elements are made equal and / or unequal. 9. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что суммарная площадь поверхности постоянных магнитов выбрана из соотношения 1/20…1/250 от площади поверхности зеркала.9. The device according to p. 4, characterized in that the total surface area of the permanent magnets is selected from a ratio of 1/20 ... 1/250 of the surface area of the mirror. 10. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что постоянные магниты выполнены в форме диска, толщина которого выбрана из соотношения 1/2…1/20 его диаметра.10. The device according to p. 4, characterized in that the permanent magnets are made in the form of a disk, the thickness of which is selected from a ratio of 1/2 ... 1/20 of its diameter. 11. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что опорные пяты выполнены в форме диска, одна поверхность которого плоская, а другая - выпуклая.11. The device according to p. 4, characterized in that the supporting heels are made in the form of a disk, one surface of which is flat and the other is convex. 12. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что на примыкающую к опорным пятам поверхность постоянного магнита нанесена смазка или антифрикционное покрытие.12. The device according to claim 4, characterized in that a lubricant or anti-friction coating is applied to the surface of the permanent magnet adjacent to the supporting heels. 13. Устройство крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, содержащее не менее одной опоры, установленной на боковой поверхности зеркала, и не менее трех магнитных опор, включающих приклеенные к тыльной поверхности зеркала опорные пяты, которые соединены с оправой силами магнитного сцепления с возможностью перемещения относительно нее, а при необходимости применения элементов разгрузки зеркала опорные пяты соединены силами магнитного сцепления с элементами разгрузки с возможностью перемещения относительно них, отличающееся тем, что опорные пяты магнитных опор выполнены из ферромагнитного материала, коэффициент объемного расширения которого соответствует коэффициенту объемного расширения материала зеркала, постоянный магнит из редкоземельного материала, входящий в состав магнитной опоры, выполнен в виде отдельного элемента, размещен в посадочном месте, сформированном в оправе, или элементе разгрузки, или вставке, скрепленной с оправой или элементом разгрузки, в качестве опоры, установленной на боковой поверхности зеркала, используют конструктивно совмещенную с оправой рычаг-балку или непосредственно оправу с формированием на них опорных поверхностей, на которых размещены эластичные деформируемые прокладки.13. A mounting device for a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, containing at least one support mounted on the side surface of the mirror, and at least three magnetic supports, including support heels glued to the rear surface of the mirror, which are magnetically coupled to the frame with the possibility of displacements relative to it, and if necessary, use of the unloading elements of the mirror, the support heels are connected by magnetic coupling with the unloading elements with the possibility of relocation They are characterized in that the supporting heels of the magnetic supports are made of ferromagnetic material, the coefficient of volume expansion of which corresponds to the coefficient of volume expansion of the material of the mirror, the permanent magnet of rare-earth material, which is part of the magnetic support, is made as a separate element, placed in a seat, formed in the frame, or the unloading element, or an insert fastened to the frame or the unloading element, as a support mounted on the side surface of the mirror, use they use a beam-beam structurally combined with the frame or the frame itself with the formation of supporting surfaces on which elastic deformable gaskets are placed. 14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что оправа или элемент разгрузки в зоне размещения магнита выполнены из ферромагнитного материала.14. The device according to p. 13, characterized in that the frame or the unloading element in the area of the magnet is made of ferromagnetic material. 15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что вставки, установленные в оправе или разгрузочном элементе, выполнены из ферромагнитного материала и имеют форму стакана, в котором размещен магнит.15. The device according to p. 13, characterized in that the inserts installed in the frame or the unloading element are made of ferromagnetic material and have the shape of a glass in which the magnet is placed. 16. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что разгрузочные элементы выполнены в виде шарнирных балок или пластин.16. The device according to p. 13, characterized in that the discharge elements are made in the form of articulated beams or plates. 17. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что разгрузочные элементы выполнены равноплечими и/или неравноплечими.17. The device according to p. 13, characterized in that the unloading elements are made equal and / or unequal. 18. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что суммарная площадь поверхности постоянных магнитов выбрана из соотношения 1/20…1/250 от площади поверхности зеркала.18. The device according to p. 13, characterized in that the total surface area of the permanent magnets is selected from a ratio of 1/20 ... 1/250 of the surface area of the mirror. 19. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что постоянные магниты выполнены в форме диска, толщина которого выбрана из соотношения 1/2…1/20 его диаметра.19. The device according to p. 13, characterized in that the permanent magnets are made in the form of a disk, the thickness of which is selected from a ratio of 1/2 ... 1/20 of its diameter. 20. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что опорные пяты выполнены в форме диска, одна поверхность которого плоская, а другая - выпуклая.20. The device according to p. 13, characterized in that the supporting heels are made in the form of a disk, one surface of which is flat and the other is convex. 21. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что на примыкающую к опорным пятам поверхность постоянного магнита нанесена смазка или антифрикционное покрытие.21. The device according to p. 13, characterized in that a lubricant or anti-friction coating is applied to the surface of the permanent magnet adjacent to the supporting heels. 22. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что рычаг-балка соединена с оправой с помощью регулируемого винта со сферической головкой.22. The device according to p. 13, characterized in that the beam arm is connected to the frame using an adjustable screw with a spherical head. 23. Устройство крепления крупногабаритного зеркала оптико-механического устройства в оправе, содержащее не менее двух магнитных опор, установленных на боковой поверхности зеркала, и не менее трех магнитных опор, установленных на тыльной поверхности зеркала, включающих приклеенные к тыльной поверхности зеркала опорные пяты, которые соединены с оправой силами магнитного сцепления с возможностью перемещения относительно нее, а при необходимости применения элементов разгрузки зеркала опорные пяты соединены силами магнитного сцепления с элементами разгрузки с возможностью перемещения относительно них, отличающееся тем, что опорные пяты всех магнитных опор выполнены из ферромагнитного материала, коэффициент объемного расширения которого соответствует коэффициенту объемного расширения материала зеркала, постоянный магнит из редкоземельного материала, входящий в состав магнитной опоры, выполнен в виде отдельного элемента, размещен в посадочном месте, сформированном в оправе, или элементе разгрузки, или вставке.23. A device for attaching a large-sized mirror of an optical-mechanical device in a frame, containing at least two magnetic supports mounted on the side surface of the mirror, and at least three magnetic supports mounted on the rear surface of the mirror, including supporting heels glued to the rear surface of the mirror, which are connected with a frame by magnetic coupling forces with the possibility of movement relative to it, and if necessary, the use of mirror unloading elements, the supporting heels are connected by magnetic coupling forces to unloading elements with the ability to move relative to them, characterized in that the supporting heels of all magnetic supports are made of ferromagnetic material, the coefficient of volume expansion of which corresponds to the coefficient of volume expansion of the material of the mirror, the permanent magnet of rare-earth material, which is part of the magnetic support, is made as a separate element placed in a seat formed in a frame or an unloading element or insert. 24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что оправа или элемент разгрузки в зоне размещения магнита выполнены из ферромагнитного материала.24. The device according to p. 23, characterized in that the frame or the unloading element in the area of the magnet is made of ferromagnetic material. 25. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что вставки, установленные в оправе или разгрузочном элементе, выполнены из ферромагнитного материала и имеют форму стакана, в котором размещен магнит.25. The device according to p. 23, characterized in that the inserts installed in the frame or the unloading element are made of ferromagnetic material and have the shape of a glass in which the magnet is placed. 26. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что разгрузочные элементы выполнены в виде шарнирных балок или пластин.26. The device according to p. 23, characterized in that the discharge elements are made in the form of hinged beams or plates. 27. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что разгрузочные элементы выполнены равноплечими и/или неравноплечими.27. The device according to p. 23, characterized in that the unloading elements are made equal and / or unequal. 28. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что суммарная площадь поверхности постоянных магнитов выбрана из соотношения 1/20…1/250 от площади поверхности зеркала.28. The device according to p. 23, characterized in that the total surface area of the permanent magnets is selected from a ratio of 1/20 ... 1/250 of the surface area of the mirror. 29. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что постоянные магниты выполнены в форме диска, толщина которого выбрана из соотношения 1/2…1/20 его диаметра.29. The device according to p. 23, characterized in that the permanent magnets are made in the form of a disk, the thickness of which is selected from the ratio 1/2 ... 1/20 of its diameter. 30. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что опорные пяты выполнены в форме диска, одна поверхность которого плоская, а другая - выпуклая.30. The device according to p. 23, characterized in that the supporting heels are made in the form of a disk, one surface of which is flat and the other is convex. 31. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что на примыкающую к опорным пятам поверхность постоянного магнита нанесена смазка или антифрикционное покрытие.31. The device according to p. 23, characterized in that a grease or anti-friction coating is applied to the surface of the permanent magnet adjacent to the supporting heels.
RU2017130453A 2017-08-28 2017-08-28 Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios) RU2661049C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130453A RU2661049C1 (en) 2017-08-28 2017-08-28 Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130453A RU2661049C1 (en) 2017-08-28 2017-08-28 Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661049C1 true RU2661049C1 (en) 2018-07-11

Family

ID=62916918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130453A RU2661049C1 (en) 2017-08-28 2017-08-28 Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661049C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727320C1 (en) * 2019-11-11 2020-07-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Holder for fastening of large-size element of optical-mechanical installation (versions)
RU2748827C1 (en) * 2020-10-27 2021-05-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Frame for non-deformational high-precision installation of optical parts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1545184A1 (en) * 1988-05-17 1990-02-23 Пензенский Политехнический Институт Arrangement for fixing optical elements
RU2237268C1 (en) * 2003-01-13 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Консорциум "Космическая регата" Expanding mirror reflector
RU2528970C2 (en) * 2012-10-31 2014-09-20 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" Method of mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versions) and mounting device (versions)
CN106772921A (en) * 2017-01-26 2017-05-31 西安应用光学研究所 A kind of microstress adhesive asserably method for heavy caliber scanning reflection mirror

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1545184A1 (en) * 1988-05-17 1990-02-23 Пензенский Политехнический Институт Arrangement for fixing optical elements
RU2237268C1 (en) * 2003-01-13 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Консорциум "Космическая регата" Expanding mirror reflector
RU2528970C2 (en) * 2012-10-31 2014-09-20 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" Method of mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versions) and mounting device (versions)
CN106772921A (en) * 2017-01-26 2017-05-31 西安应用光学研究所 A kind of microstress adhesive asserably method for heavy caliber scanning reflection mirror

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727320C1 (en) * 2019-11-11 2020-07-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Holder for fastening of large-size element of optical-mechanical installation (versions)
RU2748827C1 (en) * 2020-10-27 2021-05-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Frame for non-deformational high-precision installation of optical parts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kihm et al. Adjustable bipod flexures for mounting mirrors in a space telescope
RU2661049C1 (en) Method and device for mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versios)
US7715129B2 (en) Method for aligning and assembling two lens pieces, and a machine to accomplish this task
CN107450146B (en) A kind of high-precision heavy-caliber lens flexible supporting device
CN107329225B (en) Side standing lens group and mounting method thereof
US8857265B2 (en) System and method for aligning a test article with a load
JPH0696216B2 (en) Positioning device
EP1720068A1 (en) Highly reproducible positioning low torque mirror-actuator interface
WO2007016413A2 (en) Method for aligning and assembling two lens pieces, and a machine to accomplish this task
CN111624729B (en) Fast reflector
CN112946852B (en) Primary and secondary mirror system adjustment method
JP2015079221A (en) Optical element support device and adjustment method of optical element support device
USRE46564E1 (en) Kinematic optical device mount
Civitani et al. IXO x-ray mirrors based on slumped glass segments with reinforcing ribs: optical and mechanical design, image error budget, and optics unit integration process
Cayrel et al. ELT optomechanics: construction status
RU2528970C2 (en) Method of mounting large-size mirror of optical-mechanical device in holder (versions) and mounting device (versions)
EP0357748B1 (en) Apparatus and method for the strain-free mounting of optical components
Doel et al. Assembly, alignment, and testing of the DECam wide field corrector optics
US11150439B2 (en) Bi-metal optical mount
CN107831584B (en) Composite support structure, support and adjustment method of large-aperture reflector
CN115728905A (en) Reflector surface shape regulating and controlling device
EP0276900B1 (en) Apparatus and method for aligning two surfaces
Chan et al. Mounting and alignment of IXO mirror segments
TWI669549B (en) Connecting arrangement for a lithography system
CN111221095A (en) Space optical remote sensor