Способ изготовления линзового растра Советский патент 1989 года по МПК C03C27/08 

Изобретение относится к оптической технологии и может быть использовано при изготовлении линзовых растров, применяемых в приборах специального назначения, функционирование которых происходит в зкстремальных условиях воздействия внешней среды, например работающих в лазерных пучках большой мощности.

Целью изобретения является расширение рабочего интервала в область низких температур и повышение лучевой стойкости растра.

Способ осуществляется следующим образом.

Для соединения отдельных линзовых элементов в моноблок используют диф- фузионно-твердеющую пасту, состоящую из сплава в системе Bi-Pb-Sn-In -Cd-Ga (жидкие компоненты) с температурой плавления около 50°С и порошка меди, которую вводят в сплав перед применением. На боковые поверхности элементов линзового растра (линзы) наносят пасту, после чего линзы укладывают на фторопластовую подложку и устанавливают в приспособление, где юстируют и фиксируют по рядам и строкам, при помощи винтов, образуя моноблок. Затем моноблок накрывают пластинкой из

фторопласта, нагружают грузом и в таком виде помещают в термостат, где термообрабатывают при 60-200 с в течение 4-120 ч, а затем охлаждают до 20 с. После термообработки оптический раствор не требует доводки и готов к использованию. Ширина шва между элементами растра не превышает 0,05- 0,1 мм.

Рабочий интервал температур линзового растра, полученного по поедлага- емоку способу, составляет 60-500 С, плотность мощности светового потока, проходящего через растр,составляет 10 -Ю Вт/см.

Пример 1. Для соединения отдельных линзовых элементов в моноблок с целью получения оптического растра используют диффузионно-твердею щую пасту, представляющую собой сплав системы Bi-Pb-Sn-In-Cd (жидкая компонента) с температурой плавления около 50 С, в который перед.применением вводят порошок меди.

Процесс изготовления растра начинают с обслуживания боковых поверхностей линз жидкой пастой при помощи ультразвукового паяльника. Применяют плосковыпуклые линзы с квадратной формой зрачка из стекла К8 размерами 6x6 мм и высотой 4 мм без обычных фасок на рабочей поверхности для более эффективного использования их апертуры. После обслуживания линзы укладывают плоской стороной на фторрплас- товую подложку и на ней устанавливают в приспособление, где юстируют и фиксируют по рядам и строкам, при помощи винтов, образуя моноблок. При юстировке и фиксации излишки пасты выдавливаются из соединительных швов и легко удаляются ватным тампоном. Жид- котекучее состояние пасты обеспечивается применением нагревателей, под- держивающих температуру моноблока бО С. Затем моноблок сверху накрьша- ют пластинкой из фторопласта, нагружают грузом, обеспечивающим прижатие всех линз плоскими поверхностями к подложке, и в таком виде помещают в термостат, где выдерживают при 100 С в течение 98 ч, а затем охлаждают вместе с термостатом 4-3,5 ч до 20 С.

После термообработки оптический растр не требует доводки к использованию. Ширина шва между элементами растра не превьшает 0,05-0,10 мм, т.е. пренебрежимо мала по сравнению

0

5

о 5

,. Q

5

0

с рабочей поверхностью растра и не влияет на его оптические свойства. Рабочий интервал температур растра 60-500 С, плотность мощности светового потока, проходящего через растр, Ю -10 Вт/см.

Пример 2. Элементы растра сохраняют свою форму и размеры, однако изготавливаются из кварца, например КУ-1. Физико-химические свойства диффузионно-твердеющей пасты по отношению к кварцу остаются такими же, как и в первом случае, поэтому технология изготовления растра не меняется, только повышается температура термообработки до 200 с. Температура нанесения пасты , температура термообработки 200°С, время термообработки 4 ч, охлаждение 4 ч.

После термообработки оптический растр не требует доводки и готов к использованию.

Рабочий интервал температур данного линзового растра составляет 60- 500 С, плотность мощности светового потока, проходящего через растр, 10 - Ю Вт/см.

Пример 3. Элементы растра сохраняют свою форму и размеры, изготавливаются из стекла К-8. Состав части тот же. В моноблок соединяют 25 линзовых элементов, Oтвepж Jeниe соединительного шва выполняют при 60 С в течение 120 ч в термостате. После термообработки оптический растр не требует доводки и готов к использованию. Ширина шва между элементами растра не превьш1ает 0,05-0,08 мм. Рабочий интервал температур полученного линзового растра - 60+500 С, плотность мощности светового потока, проходящего через растр, 10 +10 Вт/см .

Предлагаемый способ позволяет реализовать изготовление оптического растра из положительных кварцевых линзовых элементов для работы в УФ- области в мощных лазерных пучках.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет получить растр с повьш1енной лучевой, термической и механической прочностью, что позволяет использовать его в мощных лазерных пучках и приборах с экстремальными условиями функционирования (например, научная космическая аппаратура), обеспечивает повышение точности упаковки элементов растра в блоке, т.е. обеспе51491829

чивает точность шага, что повьппает интервала в область ннзких темпера- качество получа.емого растра,тур и повьппення лучевой стойкостн,

промежуточный материал наносят на бо- Формула изобретения ковые поверхности элементов в виде

легкоплавкого сплава в системе Bi-InСпособ изготовления линзового раст- -Pb-Sn-Cd-Ga с температурой плавле- ра путем формирования сборки из лин- ния около 50 С, дисперсно армирован- зовых элементов с промежуточным мате- ного порошком меди при температуре риалом между ними, термообработки и Q около бО С, наносят на боковые поверх- охлаждения, отличающийся ности элементов, а термообработку тем, что, с целью расширения рабочего сбо.рки ведут при 60-200°С.

Изобретение относится к оптической технологии и может быть использовано при изготовлении линзовых растворов, применяемых в приборах специального назначения, функционирование которых происходит в экстремальных условиях воздействия внешней среды, например в мощных лазерных установках. С целью расширения рабочего интервала в область низких температур и повышения лучевой стойкости растра способ включает формирование сборки из линзовых элементов, нанесение на их боковые поверхности промежуточного материала в виде легкоплавкого сплава в системе BI-JN-PB-SN-CD-GA с температурой плавления около 50°С, дисперсно армированного порошком меди при температуре около 60°С, термообработку сборки при 60-200°С и охлаждение. Рабочий интервал температур линзового растра 60-500°С, плотность мощности светового потока, проходящего через растр, 10⁷-10⁹ Вт/см².