反射镜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种反射镜及其制备方法，属于光学领域，其中，制备方法包括如下步骤：备料：选取膨胀系数为5×10‑7/℃或膨胀系数≤1×10‑7/℃的石英玻璃作为坯料；制备第一玻璃板、第二玻璃板和轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到预设形状的第一玻璃板和第二玻璃板；制备轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到带有预设形状减重孔的玻璃板；制备反射镜毛坯：将所述的第一玻璃板、轻量化夹层和第二玻璃板依次叠放后进行烧结，然后进行保温退火处理，最后降至室温得到所述的反射镜毛坯；将所述的反射镜毛坯进行整形、磨砂和抛光处理后得到所述的反射镜。本发明专利技术制备方法制备的反射镜轻量化率高，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学领域，具体涉及一种反射镜及其制备方法。
技术介绍
当今社会，随着空间科学、天文研究、宇宙探测、地球信息及环境信息等领域的飞速发展，高分辨率的成像质量要求光学系统具有越来越大的口径。为保证反射镜具有合适的径厚比(否则可能会引起元件容易发生变形)，应在增加反射镜口径的同时，增大反射镜的厚度，然而这样就会造成反射镜重量的大大增加而无法承受自身重量，并且也会增加航空探测的成本和难度，迫切需要降低反射类元件的重量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种反射镜的制备方法，可以大大减少反射镜的自重，并保证反射镜的牢固性。本专利技术实施例还提供了一种反射镜。本专利技术的目的是通过如下方案实现的：本专利技术实施例提供了一种反射镜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：备料：选取膨胀系数为5×10-7/℃或膨胀系数≤1×10-7/℃的石英玻璃作为坯料；制备第一玻璃板、第二玻璃板和轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到预设形状的第一玻璃板和第二玻璃板；制备轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到带有预设形状减重孔的玻璃板，所述的预设形状为三角形、四边形、五边形、六边形、扇形或圆形；制备反射镜毛坯：将所述的第一玻璃板、轻量化夹层和第二玻璃板依次叠放后在1200-1700℃条件下进行烧结，烧结牢固后降温至所述坯料的析晶温度，然后进行保温退火处理，最后降至室温得到所述的反射镜毛坯；将所述的反射镜毛坯进行整形、磨砂和抛光处理后得到所述的反射镜。进一步的，所述的熔接具体包括如下步骤：所述的熔接具体包括如下步骤：所述降温的速度为≥100℃/h，所述的保温退火处理的温度为900-1300℃，退火温度下保温30-100min，从所述的退火温度到室温的降温速度为10-80℃/小时。进一步的，所述的制备轻量化夹层具体包括如下步骤：将预设形状通过软件画图的方式输入数控设备中，将整体石英玻璃固定在数控加工设备上，对整体石英玻璃按照预设形状进行切削和铣磨，最终获得所述的轻量化夹层。进一步的，所述的制备第一玻璃板和第二玻璃板具体包括如下步骤：将石英玻璃板状材料固定在铣磨或平磨设备上，用金刚石类砂轮对石英玻璃板进行层状切削，制得所述的第一玻璃板和第二玻璃板。进一步的，所述的反射镜的口径为200-1500mm，反射镜的径厚比为小于10:1。进一步的，所述的第一玻璃板的反射面为平面、球面或非球面。进一步的，所述的第二玻璃板的反射面形状为平面、球面或非球面。进一步的，所述的第一玻璃板与所述的轻量化夹层的贴合度为1μm-1mm，所述的第二玻璃板与所述的轻量化夹层的贴合度为1μm-1mm。进一步的，所述的减重孔相互连通且与外界连通。另一方面，本专利技术实施例提供一种反射镜，所述的反射镜由上述制备方法制备而得。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的熔接过程采用了特殊的降温制度，从而保证了制备出的反射镜的牢固度，从而有效防止了反射镜的变形，延长反射镜的使用寿命，反射镜能够加工到PV小于0.1λ(λ＝632.8nm)。本专利技术采用轻量化夹层结构，在保证径厚比可以满足反射镜的要求的条件下，大大降低了反射镜的重量，从而有效降低了由于反射镜自身重量造成的形变，延长了反射镜的寿命，支撑架围成的槽相互连通且与外界连通，其可以保证在外界环境变化时，不会因为槽里的气体和反射镜的膨胀不一致，而造成反射镜变形的现象。本专利技术采用具有高强度、低密度、热稳定性好的普通石英玻璃或低膨胀石英玻璃作为基材制备轻量化反射镜具有可加工性能好、热变形小、自重变形小、耐辐照等优势。本专利技术中采用了两层玻璃板中间夹有轻量化夹层的结构，双层玻璃板配合轻量化夹层来实现反射镜的稳定，延长使用寿命；熔接法固定具有强度高、应力小、结合牢固、轻量化率高等优势。附图说明图1是本专利技术反射镜实施例中反射镜的结构示意图；图2是本专利技术反射镜实施例中减重孔为三角形的结构示意图；图3是本专利技术反射镜实施例中减重孔为正方形的结构示意图；图4是本专利技术反射镜实施例中减重孔为六边形的结构示意图；图5是本专利技术反射镜实施例中减重孔为圆形的结构示意图；图6是本专利技术反射镜实施例中减重孔为扇形的结构示意图。具体实施方式为了使本领域技术人员更加清楚的了解本专利技术的技术方案，下面结合较佳实施例对本专利技术的方案做进一步阐述，应当理解，较佳实施例只是为了方便对本专利技术方案的理解，而不作为本专利技术方案的限定。如图1，本专利技术实施例提供的一种反射镜结构示意图，如图1所示，本实施例中反射镜包第一玻璃板1，第二玻璃板2和轻量化夹层3，第一玻璃板1与轻量化夹层3熔接，第二玻璃板2与轻量化夹层3熔接；其中，轻量化夹层为带有减重孔的玻璃板。本实施例中第一玻璃板1、第二玻璃板2和轻量化夹层3的材质可以为石英玻璃、低膨胀石英玻璃、K9玻璃、微晶玻璃；本专利技术实施例对第一玻璃板1、第二玻璃板2和轻量化夹层3的材质不做限定，优选为膨胀系数为5×10-7/℃或膨胀系数≤1×10-7/℃的石英玻璃；这里要说明的是：膨胀系数为5×10-7/℃或膨胀系数≤1×10-7/℃的石英玻璃具有高强度、低密度、热稳定性好的优点，可以大大增强反射镜的稳定性，有效防止其变形，延长反射镜的使用寿命。这里要说明的是：采用熔接技术将第一玻璃板1、第二玻璃板2和轻量化夹层3进行熔接，可以使反射镜具有强度高、应力小、结合牢固的优点。本专利技术实施例对减重孔的形状不做具体限定，图2-6分别为减重孔为三角形、正方形、六边形、圆形和扇形的结构示意图，结合图2-6可以知道，轻量化结构层3上的减重孔表面可以为三角形、正方形、五边形、六边形、扇形和圆形等等，这里要说明的是：在保证反射镜的结构稳定的前提下尽量增加减重孔所占的空间，可以有效减少反射镜的重量，更好的实现轻量化的效果，防止自重造成的反射镜变形，延长反射镜的使用寿命。在具体实施时，本专利技术的第一玻璃板和第二玻璃板厚度可以设置为2mm-30mm，二者均可以作为反射面，支撑架厚度为作为反射面的玻璃板厚度的2-10倍。这里要说明的是：反射板过薄则会造成反射镜变形，而反射板过厚则会造成反射镜的重量过大从而会使反射镜减重效果差。在具体实施时，所述的带有反射面的玻璃板的反射面的形状可以为平面、球面或非球面。这里要说明的是：平面反射镜用于改变平行光的传播角度，球面反射镜用于光的聚焦或发散；非球面反射镜用于使光线满足特殊的光学效果。在具体实施时，为了保证第一玻璃板1、第二玻璃板2和轻量化夹层3的熔接牢固，所述的第一玻璃板1和轻量化夹层3，第二玻璃板2和轻量化夹层3的熔接面的表面贴合度为1μm-1mm；贴合度小于1μm，难以加工成形；贴合度大于1mm，则熔封效果差，熔封后的牢固度降低。减重孔相互连通且与外界连通，其作用是在外界环境变化时，不会因为孔洞里的气体和反射镜的膨胀不一致，而造成反射镜变形的现象。下面是具体的制备方法：实施例1一种反射镜的制备方法，包括如下步骤：备料：选取膨胀系数为5×10-9/℃的石英玻璃作为坯料，口径为1200mm；制备第一玻璃板和第二玻璃板：将所述的坯料经冷加工得到平面型第二玻璃板，具体为将石英玻璃板通过铣磨手段用金刚石砂轮层状切削后制得，进刀量为2mm,第一玻璃板厚度为18mm，第一玻璃板为非球面型；第二玻璃板厚度为20mm，形状为平面型；制备轻量化夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射镜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：备料：选取膨胀系数为5×10‑7/℃或膨胀系数≤1×10‑7/℃的石英玻璃作为坯料；制备第一玻璃板、第二玻璃板和轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到预设形状的第一玻璃板和第二玻璃板；制备轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到带有预设形状减重孔的玻璃板，所述的预设形状为三角形、四边形、五边形、六边形、扇形或圆形；制备反射镜毛坯：将所述的第一玻璃板、轻量化夹层和第二玻璃板依次叠放后在1200‑1700℃条件下进行烧结，烧结牢固后降温至所述坯料的析晶温度，然后进行保温退火处理，最后降至室温得到所述的反射镜毛坯；将所述的反射镜毛坯进行整形、磨砂和抛光处理后得到所述的反射镜。

【技术特征摘要】
1.一种反射镜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：备料：选取膨胀系数为5×10-7/℃或膨胀系数≤1×10-7/℃的石英玻璃作为坯料；制备第一玻璃板、第二玻璃板和轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到预设形状的第一玻璃板和第二玻璃板；制备轻量化夹层：将所述的坯料经冷加工得到带有预设形状减重孔的玻璃板，所述的预设形状为三角形、四边形、五边形、六边形、扇形或圆形；制备反射镜毛坯：将所述的第一玻璃板、轻量化夹层和第二玻璃板依次叠放后在1200-1700℃条件下进行烧结，烧结牢固后降温至所述坯料的析晶温度，然后进行保温退火处理，最后降至室温得到所述的反射镜毛坯；将所述的反射镜毛坯进行整形、磨砂和抛光处理后得到所述的反射镜。2.根据权利要求1所述的反射镜的制备方法，其特征在于，所述的熔接具体包括如下步骤：所述的熔接具体包括如下步骤：所述降温的速度为≥100℃/h，所述的保温退火处理的温度为900-1300℃，退火温度下保温30-100min，从所述的退火温度到室温的降温速度为10-80℃/小时。3.根据权利要求1所述的反射镜的制备方法，其特征在于，所述的制备轻量化夹层具体包括如下步骤：将预设形状通过软件画图...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵竹锋，向在奎，饶传东，符博，贾亚男，王佳佳，隋梅，王玉芬，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11