用于制造掠入射光学元件的方法以及由此获得的光学元件与流程

    专利查询2025-07-11  6


    本发明涉及一种用于制造掠入射(grazing incidence)光学元件的方法。


    背景技术:

    1、众所周知,掠入射光学元件包括光学表面,该光学表面通常是旋转表面(例如抛物面、双曲面或椭圆体),有时组合在一起以获得双反射系统。

    2、通常,掠入射光学元件用于x射线光学器件,因为x射线可以仅以相对于接近90°的反射表面的法线的入射角(例如,以大于88°的入射角)有效地反射,这与对于可见光所发生的情况不同。

    3、具有模块化结构的掠入射光学元件是已知的,其中,光学表面由多个分立的模块组成,例如具有通常由玻璃制成的基本上矩形或六边形的形状。显然,这种离散性使得光学特性(例如角度分辨率)变差,并且需要集成多个模块,这使得生产过程长、昂贵并且难以管理。

    4、掠入射光学元件也是已知的,其包括由金属或玻璃壳体或由单片玻璃陶瓷材料构成的结构,例如在通过电铸从心轴(mandrel)复制制成的镍中,以及由反射涂层(例如金)形成的连续光学表面。然而,为了制造这种光学元件,需要具有高尺寸精度和极低粗糙度的衬底(或心轴,如果使用复制技术的话),因为金属沉积涉及在反射盖的光学表面上复制衬底或心轴的粗糙度。这些要求使得相对于单片掠射光学器件的生产过程非常昂贵。

    5、本发明的目的是提供一种允许克服上述问题的光学元件。


    技术实现思路

    1、上述目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。

    2、本发明还涉及根据权利要求13所述的光学元件和根据权利要求16所述的镜子。



    技术特征:

    1.一种用于制造掠入射光学元件(1)的方法,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述心轴(11)通过金刚石车削加工。

    3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述玻璃片(31、32)具有小于100μm的厚度。

    4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述增强材料是cfrp(碳纤维增强聚合物)。

    5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,将所述至少一个玻璃片(31、32)粘附到所述心轴(11)的步骤包括以下步骤:将所述玻璃片(31、32)缠绕在所述心轴(11)周围,以及通过在所述心轴(11)和所述至少一个玻璃片(31、32)之间产生真空,将所述玻璃片(31、32)保持在适当位置。

    6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,将所述至少一个玻璃片(31、32)粘附到所述心轴(11)的步骤包括以下步骤:沿着所述玻璃片(31、32)的相对的、相互匹配的边缘施加粘合带(41、42)。

    7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述心轴(11)包括沿着与所述心轴(11)的轴线(b)正交的平面匹配的不同几何形状的至少两个部分(21、22),并且所述光学表面(5)由设置在所述心轴(11)的相应部分(21、22)上的至少两个玻璃片(31、32)限定。

    8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述玻璃片(31、32)通过粘合带(41、42)接合在一起,所述粘合带(41、42)施加到所述玻璃片(31、32)的沿着与所述心轴(11)的所述轴线(b)正交的平面匹配的相应相邻边缘上。

    9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述增强材料以长丝的形式沉积。

    10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述长丝在沉积之前用树脂浸渍。

    11.根据权利要求10所述的方法,包括在环境温度下固化的步骤。

    12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括冷却所述心轴(11)的步骤,以将所述光学元件(1)与所述心轴(11)分开。

    13.一种光学元件,包括至少一个玻璃片(31、32)和牢固地连接到所述玻璃片(31、32)的外表面(51、52)的碳纤维增强材料的壳体(3)。

    14.根据权利要求11所述的光学元件,其中,所述玻璃片(31、32)具有小于100μm的厚度。

    15.根据权利要求11或12所述的光学元件,其中,所述增强材料是cfrp(碳纤维增强聚合物)。

    16.一种用于望远镜的镜子,包括多个根据权利要求13至15中任一项所述的光学元件(1),多个所述光学元件(1)是同轴的,并且相互嵌套。


    技术总结
    一种用于制造掠入射光学元件(1)的方法,包括以下步骤:提供具有表面(12)的心轴(11),所述表面(12)具有与待制造的光学元件(1)的光学表面(5)的轮廓互补的轮廓;将至少一个玻璃片(31、32)粘附到所述心轴(11),以限定所述光学表面(5);在所述玻璃片(31、32)的外表面(51、52)上沉积碳纤维增强材料,以形成稳固地连接到所述玻璃片(31、32)的壳体(3)。

    技术研发人员:乔瓦尼·帕雷斯基,拉凯莱·米鲁尔,斯蒂法诺·巴索,丹尼尔·斯皮加,毛罗·马基奥尼,朱塞佩·瓦尔塞基,奥博托·奇泰里奥,罗伯特·班汉姆
    受保护的技术使用者:意大利国家天文物理研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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