反射镜基体及其制造方法技术

提供了一种用于望远镜的轻型反射镜基体及其制造方法。所述反射镜基体包括镜面板、布置在镜面板的下面的底板、布置在镜面板和底板之间的至少一层中间加固板、以及布置在所述各层板之间的多个支撑件。所述镜面板、底板和中间加固板可以由多个子板拼接而成。如果采用多个子板拼接而成，则对下一层拼板加以旋转／平移错位以使反射镜基体的刚度最高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种反射镜，更具体地讲，涉及一种多层可拼接式。
技术介绍
在反射式天文望远镜中，由于重力作用产生的形变会改变镜面的形状，其结果将降低镜面的成像质量，因此，为了使形变尽可能小，需要控制镜体的重量和体积。然而，另一方面，为了达到所需的很高的刚度要求，传统的反射镜通常使用厚的实心玻璃制成。通常厚度为基体直径的五分之一到十分之一，所以，传统基体材耗高、重量大。为了防止重力引起的形变，需要采取相应的支撑结构，并且厚的基体需要昂贵的退火过程以消除基体的内部应力。为了克服这一问题，已经提出了采用轻型反射镜基体。轻型反射镜基体通常包括镜面板、体芯和底板。镜面板和底板是外部结构板，它们通过体芯被隔开。体芯通常采用石英玻璃，硼硅玻璃，和低膨胀微晶陶瓷玻璃等材料制成。下列美国专利为此类基体的代表性例子DeCaprio的第5,076,700号美国专利和Christiansen的第4,447,130号美国专利。体芯部分通常是一峰窝状或封闭室类型的结构。峰窝体芯通常用独立的小段的隔壁或管材热焊接或粘接而成。其生产加工过程昂贵而又易于造成体芯部分的损坏。第2,988,959号美国专利公开了一种用并排的玻璃管作为体芯的轻型反射镜基体。玻璃管的轴心相互平行，并与镜面的光轴平行。体芯与镜面板和底板用粘接剂粘接在一起。玻璃管可以是圆管、方管、或三角形管。第1,167,895号英国专利公开了一种轻型反射镜基体，其中，体芯将镜面板和底板结合在一起，体芯包括十字形截面的管件或支撑件。或者不使用十字形截面的管件或支撑件，而是使用包括呈“装蛋箱”结构的互锁条的支撑件。第968,025号英国专利公开了另一种采用六边形蜂窝状体芯的轻型反射镜基体，体芯与镜面和底板结合为一体。基体材料为透明或不透明石英玻璃。第3,507,737号美国专利公开了一种轻型反射镜基体，其中，体芯包括多个被装配在一起呈“装蛋箱”结构的开槽的、狭长得、平直的支撑件。第3,644,022号美国专利公开了一种轻型反射镜基体，其中，体芯由Y形组件形成，这些Y形组件被焊接在一起，以形成具有高刚度的峰窝状体芯。包含二氧化硅的材料用于制造反射镜。这种结构的主要缺点在于，由于制造支撑结构困难，所以成本相对较高。第3,754,812号美国专利公开了一种将镜面板，体芯和底板热熔在一起的方法。热熔是用碳弧的辐射热来完成的。热熔必须在热熔温度下进行。在这一温度下，镜面板、底板和体芯均会产生下垂现象，因此需要临时支撑。对于封闭室型的体芯没有简单的方法可以用来安装并在热熔后拆卸临时支撑件。第4,331,383号美国专利公开了一种通过在底板上打孔来拆卸临时支撑件的方法。第6,176,588号美国专利公开了一种用挤出的陶瓷蜂窝体芯和镜面板制造轻型反射镜基体的方法。可选的底板可被粘合或附到体芯的底板上，以提高反射镜基体的机械稳定性和刚度。无论是传统的，还是轻型的，大型反射镜的制造都十分困难而且昂贵。所以，多个小的子镜可被用来拼接成一个大型反射镜。对于这种活动拼板型反射镜，每个子镜都要单独研磨、抛光及修磨。所有子镜都要精确修磨成所对应母镜的对应部分。每一子镜均为离轴或非旋转对称曲面，这要求一个极为困难而且昂贵的非传统修磨过程。一旦安装后，所有子镜都要利用复杂而昂贵的设备精确定位到同一母镜位置上，而且在运动中和环境温度风力变化时，仍然保持精确定位。在已知的轻型反射镜基体中，镜面板和底板都是一个整体。但是，大尺寸的板材不仅难加工而且难获得，也十分昂贵。此外，已知的轻型反射镜基体的夹心支撑部分都需要精密而又费时的加工。因此，需要提供一种加工容易，重量轻，成本低的反射镜基体。
技术实现思路
本专利技术的一方面在于提供一种多层可拼接式。根据本专利技术的一方面，提供一种多层反射镜基体，其包括镜面板；底板，布置在镜面板的下面；至少一层中间加固板，布置在镜面板和底板之间；和多个支撑件，布置在所述镜面板、中间加固板和底板中的相邻各层板之间，使所述镜面板、中间加固板和底板结合为一体。所述支撑件和所述各层板通过焊接或热熔组装在一起。布置在各层板之间的支撑件上下对齐。所述镜面板、底板和中间加固板中的至少一个是由多个子板拼接而成的。子板为六边形或花瓣形或其他可以拼接成所需板片的其他形状。所述子板之间的拼接处相对于相邻层的子板之间的拼接处错开预定角度。多个子板是相同形状的单层花瓣形，下层子板相对于镜面板旋转的角度为X*(360°/M)/N，其中，N为反射镜基体的板的总层数，M为每层板的子板的个数，X为不能重复的从1到N-1之间的整数，X的选择应使子板的拼接尽可能均匀分布。所述支撑件可以为圆柱形或棱柱形，各层板的厚度可相同。支撑件的高度可以和所述各层拼板的厚度相等。支撑件的最大宽度可等于镜面板的厚度。所述支撑件之间的距离等于镜面板厚度的4至10倍。所述反射镜基体的最大长度可以是所述反射镜基体的总厚度的5至10倍，优选为6倍。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制造多层反射镜基体的方法，该方法包括以下步骤(a)装配具有镜面板、一层或多层中间加固板以及底板的反射镜基体，通过支撑件使各层板结合在一起。其中，所述的步骤(a)还包括将各层板之间的支撑件上下对齐。所述方法还包括如下步骤(b)制作主模，所述主模的形状与期望获得的反射镜镜面的形状相对应；(c)将反射镜基体均匀地放置在主模的顶部，并且使反射镜镜面向下面对主模；(d)在炉中将装配的反射镜基体在预定温度下热弯热弯到主模上；(e)在预定温度下进一步使得所有部件被热熔在一起，然后进行冷却和退火处理；和(f)从主模卸下反射镜基体。从步骤(f)获得的基体的镜面板的形状可为凸面、凹面或平面。所述镜面板、中间加固板和底板中的至少一个可以是由多个子板拼接而成的。所述子板为六边形或花瓣形。所述步骤(a)还包括每层子板之间的拼接处相对于相邻层的子板之间的拼接处错开预定角度的步骤，使子板之间的拼接处布置得尽可能均匀。根据本专利技术的另一方面，提供一种反射镜基体，其包括镜面板；底板，布置在镜面板的下面；和多个支撑件，布置在所述镜面板和底板之间，使所述镜面板和底板结合为一体，其中，所述多个支撑件是实心支撑件。附图说明通过下面结合附图对本专利技术的实施例进行描述，本专利技术的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中图1是根据本专利技术实施例的反射镜基体的局部剖面透视图；图2是沿图1的线I-I截取的剖视图；图3是图1和图2中所示的支撑件的立体视图；图4是具有3层拼板(N＝3)的平直反射镜基体的立体视图，其中，每层拼板被分为3个(M＝3)全等的花瓣；图5是图4中所示的反射镜基体的镜面板的俯视图；图6是图4中所示的反射镜基体的中间加固板(去除了镜面板)的俯视图；图7是图4中所示的反射镜基体的底板(去除了镜面板和中间加固板)的俯视图；图8和图9示出了根据本专利技术实施例的反射镜基体的热弯和热熔过程。具体实施例方式现在，将根据本专利技术的实施例详细描述本专利技术，其例子列举在附图中。其中，不同附图中的相同的标号表示相同的部件。图1是根据本专利技术实施例的反射镜基体的局部剖面平面图。图2是沿图1的线I-I截取的剖视图。图3是根据本专利技术的示例性实施例的反射镜基体中的支撑件的立体图。图1和图2中所示的反射镜基体的外围形状呈圆形，并且包括镜面板1、中间加固板3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层反射镜基体，包括：镜面板；底板，布置在镜面板的下面；至少一层中间加固板，布置在镜面板和底板之间；和多个支撑件，布置在所述镜面板、中间加固板和底板中的相邻各层板之间，使所述镜面板、中间加固板和底板结合为 一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彤，
申请(专利权)人：刘彤，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]