[发明专利]反射镜和反射镜基底及用于其生产的方法和装置

说明书

本发明总体上涉及一种反射镜和反射镜基底，特别是具有高纵横比的反射镜和反射镜基底，以及生产它们的方法和装置。

技术领域

本发明总体上涉及一种反射镜和反射镜基底、特别是具有高纵横比的反射镜和反射镜基底、以及生产它们的方法和装置。

背景技术

例如在所谓的反射式望远镜(也称为反射器)中，或者在其他精密光学器件中使用反射镜基底，并且它们在其中用作用于施加高反射镜层的基底。

对于一贯地高质量的反射镜，特别是具有长期稳定性的反射镜，反射镜基底的性能起着重要作用：

-反射镜基底的重量

如果反射镜基底的重量过高，例如因为它是直径特别大的反射镜，则在反射镜基底的固有重量下可能发生变形，这将降低光学图像的质量。然而，由于改善的可操作性，即使对于较小的反射镜基底，低重量也通常是有益的。

-反射镜基底的表面质量

需要高表面质量的反射镜基底以便能够沉积高质量的反射层。特别重要的是反射镜基底的镜面的粗糙度，在该镜面上沉积有高反射层。

-其他性能

此外，反射镜基底应该基本上由高耐受性材料、特别是高耐热性的材料制成，并且该材料具有低的热膨胀系数。合适的材料特别包括玻璃、陶瓷和玻璃陶瓷。通常，材料的热膨胀通过静态法来测定，在静态法中试样的长度在特定温度区间的开始和结束时测定，并且由长度的差异计算出膨胀系数α或CTE(热膨胀系数)。然后将CTE报告为该温度区间的平均值-例如，对于0℃至50℃的温度区间，将其称为CTE(0；50)或α(0；50)。用于在大约室温的温度范围内具有零膨胀的精密部件的已知材料是陶瓷、Ti掺杂的熔融二氧化硅SiO₂和玻璃陶瓷。玻璃陶瓷尤其是锂铝硅酸盐玻璃陶瓷(LAS玻璃陶瓷)，它们在例如US4,851,372、US5,591,682、EP587979、US7,226,881、US7,645,714和DE102004008824A1中进行了描述。

另外，例如，已知的是：以商标或出售的锂铝硅酸盐玻璃陶瓷；或者基于堇青石的材料；或者具有非常低的热膨胀系数的玻璃，如掺杂有TiO₂的合成熔融二氧化硅，例如以商标出售的玻璃；或者包含堇青石或SiC的陶瓷或者由堇青石或SiC组成的陶瓷。

通常，反射镜基底(例如由玻璃陶瓷制成的反射镜基底)通过首先提供熔体然后浇铸该材料来制造，所以首先要提供玻璃状材料。为了避免材料中的裂纹并且由玻璃状原材料生产玻璃陶瓷，需要复杂的温度控制，特别是缓慢且受控的冷却。同样，在合成熔融二氧化硅的制造中，首先通过沉积SiO₂来生产所谓的铸锭或更大的板材。如果需要，可以通过降低工艺来增加板材的直径。

随后，进行机械再加工以获得具有所需尺寸和所需质量的工件。机械再加工尤其可以包括钻孔、磨削和抛光。

已知使用分别布置在工件或者反射镜基底下的支撑件来进行这些再加工步骤。通过使用这些支撑件可以防止损坏反射镜基底。

特别地，已知具有高纵横比的工件(例如具有高纵横比的反射镜基底)在机械再加工期间，还有在其他再加工步骤(如涂覆)期间，或者在被运输时应该优选地在该工件的整个表面上被支撑。该工件的这种全表面支撑特别旨在使工件(即，例如反射镜基底)在尺寸上保持稳定，使得它例如在重力的影响下不会变形。

例如，德国专利申请DE 10 2015 112 036 A1公开了一种基于矿物的铸造支撑件，用于一个工件对具有高纵横比的工件进行全表面支撑。