Способ изготовления отражателя Советский патент 1992 года по МПК G02B5/08 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к технологии изготовления отражателей, используемых, например, в качестве концентраторов солнечной энергии, а также в оптических и ла- зерных устройствах различного назначения.

Известен способ изготовления стеклянного пленочного зеркала, заключающийся в наложении пленки из оптического стекла на технологическую оправу, выполненную из материала, образующего согласованный спай с материалом пленки, совместном нагревании технологической оправы и пленки до образования жидкой стеклянной пленки, формовании из пленки оптической поверхности заданной кривизны путем создания перепада давления на поверхности пленки и (или) электростатическими силами, последующем охлаждении технологической оправы и пленки до затвердевания последней и

нанесении на пленку зеркального слоя При этом формование осуществляют на формовочной оправе, установленной внутри технологической оправы и выполненной из материала, несмачиваемого жидкой стеклянной пленкой и имеющего коэффициент термического расширения меньший чем у материала пленки, а после затвердевания пленку отделяют от технологической оправы и закрепляют на рабочей оправе выполненной из материала с коэффициентом термического расширения, равным коэффициенту термического расширения материала пленки

Однако известный способ не позволяет получать оптическую поверхность зеркала заданной кривизны с высокой точностью, что является неприемлемым для эффективной работы зеркал, работающих в условиях высокоэнергетических нагрузок и высоких температур. Кроме того, зеркало требует

4 sO

00 О

несения на пленку зеркального слоя, например, вакуумным напылением, что требует спецоборудования и применения дорогостоящего материала для зеркального покрытия Стеклянное пленочное зеркало является непрочным, что вызывает определенные трудности при транспортировке и эксплуатации. Технологический процесс изготовления такого зеркала является чрезвы- чайно сложным, требует наличия специальных приспособлений и нагревания зеркала при высокой температуре в спецпечах, а создание светового пятна с угловым радиусом в 30° требует электростатической коррекции зеркала в течение всего времени его эксплуатации, что вызывает повышенный расход электроэнергии и усложнение конструкции зеркала. Все вышеперечисленные факторы существенно снижают эффективность работы зеркала, снижают его КПД, значительно увеличивают его стоимость при одновременном снижении его надежности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления отражателя, заключающийся в формообразовании подложки с вогнутой формой рабочей поверхности, соответствующей форме оптической поверхности отражателя, нанесении связующего на отражающий слой, герметичном закреплении отражающего слоя по краю подложки, откачки воздуха из пространства между подложкой и отражающим слоем до прилегания слоя к подложке, герметизации канала откачки и отверждении связующего при нагревании.

Однако существенным недостатком известного способа является невысокая точность формообразования отражающего слоя вследствие флуктуации по толщине защитного стеклянного слоя, нанесенного на отражающий слой, слоя связующего в результате его неравномерного нанесения и высыхания при нагревании, это является неприемлемым для эффективной работы отражателя, работающего в условиях высокоэнергетических нагрузок и высоких температур. Кроме того, отражающий слой в известном способе получают напылением с использованием дорогостоящих вакуумных установок, а отверждение связующего требует специального нагревательного оборудования, что значительно удорожает изготовление отражателя Стекло, используемое в качестве защитного слоя для Отражающего слоя, отличается малым удлинением по сравнению с металлами, например алюминием и его сплавами, что де- лает невозможным изготовление по

известному способу отражателей с наиболее широко применяемыми радиусами кривизны 0,5-2 м, так как в этом случае необходима высокая степень деформации

стекла, которая значительно превысит его предел разрушения

Целью изобретения является повышение точности изготовления оптической поверхности отражателя

0 Для этого согласно способу изготовления отражателя, заключающемуся в формообразовании подложки с вогнутой формой рабочей поверхности, соответствующей форме оптической поверхности отражателя,

5 герметичном закреплении отражающего слоя по краю подложки, откачки воздуха из пространства между подложкой и отражающим слоем до прилегания слоя к подложке, герметизации канала откачки, в качестве

0 материала отражающего слоя используется металлическая пленка, а после герметизации канала откачки производят раскатку пленки ю поверхности подложки в течение 1-10 мин, числе оборотов инструмента 1-10

5 об/мин, числе двойных ходов инструмента 5-10 мин и удельном давлении на инструмент 10-1000 г/см с одновременным или последующим полированием пленки

Для реализации способа формообразу0 ют рабочую поверхность, например, из стекла марки К-8 заданной кривизны,например методом шлифования алмазным кругом с последующей асферизацией малым инструментом. Осуществляют наложение металли5 ческой пленки 1, например алюминиевой, толщиной 1 мм рабочей стороной на технологическую оправу 2 и размещают пленку в технологической оправе нерабочей стороной на криволинейную рабочую поверх0 ность А подложки 3. Герметизируют по краю рабочей поверхности А подложки 3 металлическую пленку 1 с помощью, например, прижимного резинового кольца 4 Производят откачку воздуха из пространства между под5 ложкой 3 и металлической пленкой 1 через канал 5 откачки, например форвакуумным насосом б до прилегания пленки к подложке. Осуществляют геметизацию канала 5 откачки, например, с помощью

0 вакуумплотного крана 7, обеспечивая тем самым поддержание постоянного вакуума в пространстве между металлической пленкой 1 и подложкой 3

Осуществляют раскатку с одновремен5 ным полированием рабочей поверхности металлической пленки 1 инструментом 8 представляющим собой, например, сепаратор диаметром 130 мм со свободно-вращающимися самоустанавливающимися стальными шариками диаметром 5 мм общим количеством 160 штук, промежутки между которыми заполнены пекканифоль- ной смолой в течение 1-10 мин, при числе оборотов инструмента 1-10 об/мин, числе двойных ходов инструмента 5-10 мин и удельном давлении на инструмент 10-1000 г/см2. В процессе раскатки с одновременным полированием в пространство между инструментом и рабочей поверхностью пленки вводят водный полировальный состав на основе синтетических алмазов.

Процесс полирования металлической пленки можно осуществлять также после операции раскатки. В этом случае водная суспензия алмазного микропорошка не вводится в пространство между инструментом 8 и пленкой 1, а саму раскатанную пленку полируют, например, методом свободного абразива.

Формула изобретения Способ изготовления отражателя, заключающийся в формообразовании подложки с вогнутой формой рабочей поверхности, соответствующей форме оптической поверхности отражателя, герметичном закреплении отражающего слоя по краю

подложки, откачки воздуха из пространства между подложкой и отражающим слоем до прилегания слоя к подложке, герметизации канала откачки, отличающийся- тем что, с целью повышения точности изготовления оптической поверхности отражателя в качестве материала отражающего слоя ис пользуется металлическая пленка а после герметизации канала откачки производят раскатку пленки по поверхности подложки

в течении 1-10 мин, числе оборотов инструмента 1-10 об/мин, числе двойных ходов инструмента 5-10 мин и удельном давлении на инструмент 10-1000 г/см с одновре менным или последующим полированием

пленки.

Использование- оптическое приборостроение, технология изготовления оптической поверхности зеркал. Сущность изобретения: формообразование подложки с вогнутой формой рабочей поверхности, соответствующей форме оптической поверхности отражателя, герметичное закрепление отражающего слоя по краю подложки, откачка воздуха из пространства между подложкой и отражающим слоем до прилегания слоя к подложке, герметизация канала откачки. В качестве материала отражающего слоя используется металлическая пленка После герметизации канала откачки производят раскатку пленки поверхности подложки с одновременным или последующим полированием Пленки 1 ил