专利名称：具有中空结构的轻镜体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学反射镜的轻量化，特别是一种具有中空结构的轻镜体，适用于需 要减重而又能对其实施主动光学变形技术的大型镜体，属于光学元件的结构领域。
技术背景大型反射镜常用于军用及天文望远镜上，为了能减轻设备的整体重量，往往先要减轻 其大反射镜的重量。常用的减重措施是采用具有蜂窝结构的镜体。然而蜂窝镜体在受到主 动光学技术的外力来调整镜体形状时，镜体不能达到平滑满意的面形，这是因为蜂窝制作工艺较复杂从而蜂窝数目通常还不够多所致，这就限制了将主动光学技术应用于蜂窝镜 体。此外，与蜂窝较大的尺寸有关的蜂窝镜体的面板尚具有相当的厚度和热容量，使得镜 坯的温度不能随环境温度的起伏而迅速响应，结果是蜂窝镜体的能抵抗环境温度起伏而引 起镜体变形的性能不够理想。另外，蜂窝镜体与环境具有的气温差将在镜体表层上产生空 气的对流性扰动。空气的这种扰动会对大望远镜的成像质量带来有害影响。 发明内容本实用新型为克服现有技术之缺点，提供一种具有中空结构的轻镜体，可以既减轻镜 体的重量又可以使镜体在受到主动光学技术的外力时，能大致产生像实心镜体受外力时所 发生的平滑变形。本实用新型的上述目的是这样实现的一种具有中空结构的轻镜体，包括平行的反射面板及底板，其特征是在反射面板与 底板之间设置多层叠合联结的中空结构，每一层的中空结构为一排各自独立、相互平行的 通道，两相邻层通道的方向交叉。通道可为圆管或无上下底的等腰梯形。 一排通道中，两两之间设有间隔，通道壁面可 设有通孔，在相邻两层中空结构之间可设有隔层板，在隔层板上设有通孔，通道为圆管时， 隔层板上的通孔与圆管底壁的通孔对应贯通；通道为无上下底的等腰梯形时，隔层板上的 通孔位于通道内。本实用新型的优点及效果(1) 由于采用众多互为平行的圆管或等腰梯形通道连通了镜体的两侧，镜体周围的空 气就能够自由流通。必要时也易于实施风扇通风，因此在通风性能上比传统的蜂窝镜体优 越。(2) 数目众多的通道意味着每个通道的跨度很小，因而可以采用较薄的反射镜体面板； 薄面板既可以使面板的温度能更快地跟上环境温度的起伏(如恒温室刚通电的前几小时) 而且也有效地降低了面板与周围空气的温度差，从而减轻了对成像质量不利的镜体上小气团 的扰动。(3) 大型镜体在使用前和加工中的各次检验前都要一段相当长的等待时间，以使大镜 体中各处的温度都能与环境温度达到平衡；本实用新型由于其小的热容量和良好的通风 性，可以大大縮短大镜体在使用前或检验前的等待时间。(4) 当大幅度增加通道和隔板数量时，此种轻镜体的受外力变形的特性会很接近于实 心镜体的变形特性，从而能对这种具有长通孔结构的轻镜体应用主动光学变形技术。
图l 是本实用新型等腰梯形通道结构示意图； 图2a、 2b分别是图l的两层横截面图； 图3 是本实用新型圆管形通道结构示意图。
具体实施方式
参看图l及图2a、 2b，为两层结构的中空镜体，镜体由l块隔板均匀隔成2层，l为 反射面板，2为底板，3为等腰梯形通道，4为隔层板。增加通道和隔板数量时，此种轻 镜体的受外力变形的特性会很接近于实心镜体的变形特性，从而能对这种具有长通孔结构 的轻镜体应用主动光学变形技术。以一个具有4块隔板，5层结构，直径520亳米的的轻 镜体为例直径520毫米；外形总厚度90毫米；反射面板厚度7毫米；镜体底板厚7毫 米；隔板厚2毫米；各等腰梯形通道由2毫米厚的对称斜壁形成，斜壁与隔层板的夹角可 取45度。每层中的等腰梯形通道孔数可取22左右，上述参数的轻镜体的重量只有相同外 形实心镜体的23%，也即减重达77%。反射面板、底板以及各斜壁和隔层板可以是平面 也可以是凹面或凸面，反射面板、底板和隔层板之间需平行或凹凸方向一致；镜体的外形 可以做成六角形、矩形或扇形。图3是两层结构中空镜体的另一种实施结构，l为反射面板，2为底板，3-l为圆管形 通道，4为隔层板。与等腰梯形通道实施例一样，反射面板、底板和隔层板可以是平面也 可以是凹面或凸面。轻镜体的材料可采用低膨胀系数的玻璃(如PYREX)或熔石英。轻镜体的所有组成 部分都应由膨胀系数相同的同一材料(甚至同一生产批次的原材料)制成。各部组合成轻 镜体后，在加热炉中加热以使各部相互熔合成一体然而仍能保持住各部分本来的形状。此 熔合成一体的轻镜体然后在加热炉中缓慢冷却(精密退火)以消除轻镜体坯中之残余内应 力。冷却至室温后的轻镜体可经过光学冷加工而获得精确的光学镜体。在此后的应用中， 此轻镜体由于已几无内应力，故而能长期保持其磨制好的精确面形。
权利要求1、一种具有中空结构的轻镜体，包括平行的反射面板及底板，其特征是在反射面板与底板之间设置多层叠合联结的中空结构，每一层的中空结构为一排各自独立、相互平行的通道，两相邻层通道的方向交叉。
2、 根据权利要求1所述的具有中空结构的轻镜体，其特征是通道为圆管。
3、 根据权利要求1所述的具有中空结构的轻镜体，其特征是通道为无上下底的等 腰梯形。
4、 根据权利要求1或2或3所述的具有中空结构的轻镜体，其特征是 一排通道中， 两两之间设有间隔，通道壁面设有通孔。
5、 根据权利要求4所述的具有中空结构的轻镜体，其特征是在相邻两层中空结构 之间设有隔层板。
6、 根据权利要求5所述的具有中空结构的轻镜体，其特征是在隔层板上设有通孔， 通道为圆管时，隔层板上的通孔与圆管底壁的通孔对应贯通。
7、 根据权利要求5所述的具有中空结构的轻镜体，其特征是在隔层板上设有通孔， 通道为无上下底的等腰梯形时，隔层板上的通孔位于通道内。
专利摘要一种具有中空结构的轻镜体，在反射面板与底板之间设置多层叠合联结的中空结构，每一层的中空结构为一排各自独立、相互平行的通道，两相邻层通道的方向交叉。通道可为圆管或无上下底的等腰梯形。通道两两之间设有间隔，通道壁面可设有通孔。在相邻两层中空结构之间可设有隔层板。在隔层板上设有通孔，通道为圆管时，隔层板上的通孔与圆管底壁的通孔对应贯通；通道为无上下底的等腰梯形时，隔层板上的通孔位于通道内。上述轻镜体的通风性能和对环境温度起伏的热响应性能均优于传统的蜂窝结构轻镜体，当大幅度增加梯形平行槽板的数量和隔板数量时，此种轻镜体的受外力变形的特性会很接近于实心镜体的变形特性。
文档编号G02B5/08GK201387492SQ200920040589
公开日2010年1月20日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者胡宁生, 钟念椿 申请人:胡宁生;钟念椿