轻型大尺寸望远镜镜坯的制造方法及根据该方法制造的镜坯与流程

相关申请

本申请要求于2014年9月25日提交的美国申请no.62/055592的优先权，其全部内容通过参引并入本文中。

本公开涉及镜坯及其制造。具体的非限制性实施方式提供了轻型大尺寸望远镜镜坯及其制造方法。

背景技术：

一些光学仪器、例如望远镜和/或类似物使用大镜片(例如直径为18”以及更大)。这种大镜片可以用于这种光学仪器的主(聚光)镜片。用于光学仪器的镜片通常通过将反射材料(例如银)涂覆到通常由玻璃制造的镜坯的表面上来形成。

传统上，为了提供足够的结构刚性，大的镜坯(例如直径为18”以及更大)由单件实心玻璃制成。将实心玻璃片预热直到变软，然后锻造成所需的形状。锻造后，对玻璃进行冷却及牵伸。

在冷却及牵伸之后，在形成坯料的玻璃内通常存在大量的残余应力。为了减少残余应力，通常对形成坯料的玻璃进行退火。退火包括将玻璃可控地并且缓慢地加热到退火温度，在退火温度下对玻璃进行热均热处理，然后缓慢地并且可控地降低玻璃的温度。退火需要相当长的时间(例如几百小时)。在与退火相关联的加热及冷却过程中发生玻璃破裂是常见的。

为了防止例如由于实心玻璃镜片在其自身重量的作用下变形而引起的光学变形，望远镜框架必须是坚固且刚性的。这种要求提高了制造望远镜的成本并且导致望远镜更难以组装、拆卸以及运输。

一般期望改进的镜坯和关于制造镜坯的改进的方法。

相关技术的前述示例和与其相关的限制旨在是说明性的而非排他性的。在阅读说明书和研究附图之后，相关技术的其他限制对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

附图说明

在附图的参照图中示出了示例性实施方式。本文中所公开的实施方式和附图旨在被认为是说明性的而不是限制性的。

图1描绘了根据特定实施方式的镜坯组件。

图2描绘了图1的镜坯组件的主玻璃。

图3描绘了图1的镜坯组件的背衬玻璃。

图4描绘了图1的镜坯组件的玻璃键。

图5描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。

图6描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。

图7描绘了图5或图6的镜坯组件的分解图。

图8描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。

图9描绘了图8的镜坯组件的分解图。

图10描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。

图11描绘了图10的镜坯组件的分解图。

图12描绘了可以与图10的镜坯组件或本文所述的任何其它镜坯组件一起使用的连接器。

图13描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。

图14描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。

图15描绘了用于提供根据特定实施方式的主玻璃的一对玻璃层。

图16描绘了图15的一对玻璃层的分解图。

图17描绘了图15的一对玻璃层中的一个玻璃层的表面的放大局部视图。

图18描绘了根据特定实施方式的球形凸模。

具体实施方式

在整个下面的描述中，阐述了具体细节以便为本领域技术人员提供更透彻的理解。然而，可能没有详细示出或描述公知的元件以使本公开避免不必要地模糊。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。

本公开的各方面提供了镜坯组件。在一些实施方式中，镜坯组件较大(例如直径为18”以及更大)并且是轻型的。在一些实施方式中，镜坯组件包括多个分开的部件，这些部件相对于彼此组装、但尚未熔合或以其他方式附接至彼此。镜坯组件可以根据制造镜坯的方法的一部分来组装。本公开的各方面提供了用于制造镜坯的方法，该方法包括组装镜坯组件，以及随后对镜坯组件进行加热以将其部件熔合至彼此，并且从而提供了整体(即，一件式)镜坯。本公开的各方面提供了通过该方法制造的镜坯。

图1描绘了根据特定实施方式的镜坯组件10。图1的实施方式的镜坯组件10包括主玻璃片12(在本文中可以称为主玻璃12)、背衬玻璃片14(在本文中可以称为背衬玻璃12)和多个玻璃键16，所述多个玻璃键16可以插置在主玻璃12与背衬玻璃14之间。

如图2中所示，主玻璃12包括主平面(例如平坦)表面12b。使得平面表面12b相对平滑(例如相对无凸块或凹陷)的研磨、抛光、模制或其他方式可以有助于避免在加热期间在主平面表面12b与玻璃键16的抵接表面(例如抵接表面16a)之间形成气泡(如下文所描述)。在图2所示的实施方式中，主玻璃12是下述大致盘形形状：所述盘形形状具有大致平面的相反表面12c(即，与主平面表面12b相反)、直径为d1的圆形周边以及周向边缘12a。周向边缘12a可以以均匀厚度t1在主平面表面12b与相反表面12c之间延伸，并且可以以与主平面表面12b和相反表面12c两者正交的方式定向。主玻璃12的厚度t1可以取决于主玻璃12的直径d1(例如，可能需要更大的厚度t1来支承更大的直径d1)，但不一定如此。在一些实施方式中，主玻璃12可以具有其他形状。作为非限制性示例，相反表面12c不需要是平坦的或平面的，并且可以具有其他表面形状。主玻璃12的周边形状可以不是圆形的，周向边缘12a可以是成角度的、倾斜的或圆形的，厚度t1可以绕主玻璃12的周边变化，以及/或者类似的情况。

在图3中最佳地示出了背衬玻璃14。在示出的实施方式中，背衬玻璃14是下述大致盘形形状：所述盘形形状具有大致平面的相反表面14c(即，与背衬平面表面14b相反)、直径为d2的圆形周边和周向边缘14a。周向边缘14a可以以均匀厚度t2在背衬平面表面14b与相反表面14c之间延伸，并且可以以与背衬平面表面14b和相反表面14c两者正交的方式定向。背衬玻璃14的厚度t2可以取决于背衬玻璃14的直径d2(例如，可能需要更大的厚度t2来支承更大的直径d2)，但不一定如此。在一些实施方式中，背衬玻璃14可以具有其他形状。作为非限制性示例，相反表面14c不需要是平坦的或平面的，并且可以具有其他表面形状。背衬玻璃14的周边形状可以不是圆形的，周向边缘14a可以是成角度的、倾斜的或圆形的，厚度t2可以绕背衬玻璃14的周边变化，以及/或者类似的情况。

在一些实施方式、例如示出的实施方式中，背衬玻璃14的直径d2小于主玻璃12的直径d1(即d2<d1)。在一些实施方式中，直径d2约为直径d1的一半。

如图1中所描绘的，镜坯组件10包括多个玻璃键16。玻璃键16的数量可以根据不同的实施方式而变化。在一些情况下，在镜坯组件10的直径(例如，主玻璃12的直径d1和/或背衬玻璃14的直径d2)增大时，增加玻璃键16的数量可能是有益的。特别地，一些实施方式包括3至20个玻璃键16，并且一些实施方式包括8至16个玻璃键。图1描绘了具有12个玻璃键16的实施方式。在示出的实施方式中，玻璃键16都具有基本上相同的尺寸和形状，尽管这不是必需的。在一些实施方式中，一些玻璃键16可以具有与其它玻璃键16不同的尺寸和/或形状。

图1的镜坯组件10的玻璃键16在图4中最佳地示出。图3的实施方式的玻璃键16包括基本上平面的(例如平坦的)抵接表面16a，该抵接表面16a(如下面更详细地解释的)可以抵靠镜坯组件10中的主玻璃12的主平面表面12b。相反的侧部16b和16c从抵接表面16a的相反端部延伸。抵接表面16a可以具有在相反的侧部16b、16c之间的尺寸l1。在一些实施方式中，相反的侧部16b和16c以彼此平行的方式延伸并且与抵接表面16a大致正交。在其他实施方式中，相反的侧部16b和16c可以以相对于彼此以及/或者相对于抵接表面16a成不同的方向(例如以不同的角度)延伸。在示出的实施方式中，侧部16b具有尺寸x(在与平面抵接表面16a正交的方向上)，以及侧部16c具有尺寸y(在与平面抵接表面16a正交的方向上)。在不失一般性的情况下，这些尺寸x、y在本文中可以被称为高度尺寸，应当理解的是，除非上下文另有规定，否则词语高度仅为了使这些尺寸方便标记，以将它们与所提及的其它尺寸区分开。示出的实施方式的玻璃键16还包括基本上为平面的(例如平坦的)相反的抵接表面16d。相反的抵接表面16d从侧部16b朝向侧部16c延伸、与抵接表面16a大致平行并相反。相反的抵接表面可以在与抵接表面16a的尺寸l1并行的方向上具有尺寸l2。在示出的实施方式中，y<x并且l2<l1。在其中l2<l1的实施方式中，玻璃键16可以包括从相反的抵接表面16d延伸至侧部16c的附加表面16e。在一些实施方式中，可能由于背衬玻璃14(及其平面背衬表面14b)的直径d2小于主玻璃12(及其平面主表面12b)的直径d1而使l2<l1。使得l2<l1以及/或者d2<d1有利地减小了镜坯组件10和由其形成的镜坯的重量。然而，设置l2<l1不是必需的。在一些实施方式中，高度x等于高度y，相反的抵接表面16d从侧部16b一直延伸至侧部16c，并且尺寸l2＝l1。在尺寸x＝y并且l2＝l1的情况下，玻璃键16是矩形棱柱。在一些实施方式中，高度x大约是主玻璃12的直径d1的1/2至1/20。在其他实施方式中，高度x是主玻璃12的直径d1的1/6至1/10。

如图1中所描绘的，镜坯组件10可以通过将玻璃键16插置在主玻璃12与背衬玻璃14之间来组装。将玻璃键16插置在主玻璃12与背衬玻璃14之间可以包括分别使玻璃键16的抵接表面16a、16d抵靠主玻璃12的平面表面12b和背衬玻璃14的平面表面14b。如此以来，玻璃键16可以相对于主玻璃16支承背衬玻璃14(或者玻璃键16可以相对于背衬玻璃14支承主玻璃12)，并且可以保持背衬玻璃14与主玻璃16之间的间隔关系。在图1的实施方式的镜坯组件10中，相应的平面表面12b、14b彼此面向、彼此平行并且彼此间隔开。

图1的实施方式的镜坯组件10关于对称轴线20圆周对称。对称轴线20可以与主玻璃12的平面表面12b和副玻璃14的平面表面14b正交，尽管这不是必须的。对称轴线20可以延伸穿过主玻璃12的中心和背衬玻璃14的中心(例如，通过它们各自的圆形周边的中心)，但这不是必须的。在一些实施方式中，玻璃键16可以相对于彼此和/或相对于主玻璃12和背衬玻璃14设置成使得玻璃键16关于对称轴线20圆周对称。在一些实施方式中，玻璃键16设置成从对称轴线20沿径向方向延伸(但是，如图1中所示，每个玻璃键16不需要一直延伸到对称轴线20)。在一些实施方式中，玻璃键16设置成沿在主玻璃12的圆形周边与对称轴线20之间延伸的径向方向延伸。在一些实施方式中，每对相邻(例如周向相邻)的玻璃键16可以成角度地彼此间隔开。在一些实施方式中，每对相邻的玻璃键16可以具有至少大约相等的角间距。

在图1的实施方式中，玻璃键16插置在主玻璃12与背衬玻璃14之间，使得周向相邻的玻璃键16的最靠近对称轴线20的部分(例如侧部16b的边缘)彼此接触。周向相邻的玻璃键16的最靠近对称轴线20的这些部分可以在与对称轴线20间隔开的位置处彼此接触。周向相邻的玻璃键16之间的这种接触不是必须的。在一些实施方式中，玻璃键16定位成使得玻璃键16的最靠近对称轴线20的部分与对称轴线20和/或彼此间隔开。在一些实施方式中，玻璃键的最靠近对称轴线20的部分可以与对称轴线20间隔开对每个玻璃键16而言相同的径向尺寸。

在图1的实施方式的镜坯组件10中，背衬玻璃14通常通过所插置的玻璃键16而与主玻璃12间隔开距离x——等于侧部16b的最靠近对称轴线的高度或等于玻璃键16的平行的抵接表面16a、16d之间的间隔。背衬玻璃14可以悬置在玻璃键16的平面表面16d上、可以与平面表面16d的外端部对准(如图1的实施方式中的情况那样)或者可以不到达抵接表面16d的径向外边缘。

图5描绘了根据特定实施方式的镜坯组件110。图6描绘了根据特定实施方式的镜坯组件110'。图7描绘了镜坯110、110'中的任一者的分解图。镜坯组件110、110'大致类似于本文其他部分描述的镜坯组件10，并且类似的附图标记用于描述镜坯组件110、110'的与镜坯组件10的特征类似的特征，不同的是，镜坯组件110、110'的附图标记在镜坯组件10的相应的附图标记前面附加数字“1”。镜坯组件110、110'与镜坯组件10的主要不同在于，两个镜坯组件110、110'的背衬玻璃114定形成限定背衬开口114d。在一些实施方式中，背衬开口114d具有圆形周边。在其它实施方式中，背衬开口114d可以具有不同形状的周边。背衬开口114d可以定形成以及/或者定位成使得对称轴线120穿过背衬开口114d的中心。背衬开口114d可以具有允许多个玻璃键116中的每个玻璃键的抵接表面116d与背衬玻璃114的平面表面114b之间的充分接触的任意直径。背衬开口114d减小镜坯组件110、110'的重量，并且提供了可以在镜坯组件110、110'的加热期间提供通风以及/或者改善热传递的流体连通通道。

镜坯组件110的部件与镜坯组件110'的部件(例如，主玻璃112，背衬玻璃114和玻璃键116)基本上彼此类似。镜坯组件110、110'彼此的不同主要在于，当将玻璃键116插置在主玻璃112与背衬玻璃114之间时，镜坯组件110(图5)的玻璃键116定位成使得玻璃键116的最靠近对称轴线120的部分彼此间隔开，而镜坯组件110'(图6)的玻璃键116定位成使得玻璃键116的最靠近对称轴线120的部分接触它们的周向相邻的键116。在镜坯组件110和镜坯组件110'两者的情况下，玻璃键116的最靠近对称轴线120的部分位于距对称轴线120大致恒定的径向距离处。

图8和图9描绘了根据特定实施方式的镜坯组件210。镜坯组件210与本文其他部分描述的镜坯组件10、110、110'大致类似，并且类似的附图标记用于描述镜坯组件210的与镜坯组件10、110、110'的特征类似的特征，不同的是，镜坯组件210的附图标记在镜坯组件10的相应的附图标记前面附加数字“2”。镜坯组件210与镜坯组件110'的不同之处在于，主玻璃212定形成限定主开口212d。在一些实施方式中，主开口212d具有圆形周边。在其他实施方式中，主开口212d可以具有不同形状的周边。主开口212d可以定形成以及/或者定位成使得对称轴线220穿过主开口212d的中心。主开口212d可以具有允许多个玻璃键216中的每个玻璃键的抵接表面216d与背衬玻璃214的平面表面214b之间充分接触并且同时满足使用所制造的镜坯组件210的光学仪器的任何需要的任意直径。主开口214d减小了镜坯组件210的重量，并且提供了可以在镜坯组件210的加热期间提供通风以及/或者改善热传递的流体连通通道。

与镜坯组件110、110'相似，示出的实施方式的镜坯组件210包括定形成限定背衬开口214d的背衬玻璃214，其中，背衬开口214d可以包括基本上与本文中其他部分所描述的镜坯组件110、110'的背衬开口114d的特征类似的特征。然而，背衬开口214d不是必须的，并且在一些实施方式中，镜坯组件210可以设置成没有背衬开口214d。在示出的实施方式中，镜坯组件210使得其玻璃键216定位成使得玻璃键的最靠近对称轴线220的部分彼此接触(以类似于镜坯组件110'(图6)的方式)，而这不是必须的。在一些实施方式中，镜坯组件210可以组装成使得其玻璃键216定位成使得玻璃键216的最靠近对称轴线220的部分彼此间隔开(以类似于镜坯组件110(图5)的方式)。

图10和图11描绘了根据特定实施方式的镜坯组件310。镜坯组件310与本文其它部分描述的镜坯组件10、110、110'、210大致类似，并且类似的附图标记用于描述镜坯组件310的与镜坯组件10、110、110'、210的特征类似的特征，不同的是，镜坯组件310的附图标记在镜坯组件10的相应的附图标记前面附加数字“3”。镜坯组件310与镜坯组件210的不同之处在于，镜坯组件包括插置在主玻璃312与背衬玻璃314之间的连接器318(例如，大致管状的连接器318)。将连接器318插置在主玻璃312与背衬玻璃314之间可以包括使相反的第一抵接表面318b和第二抵接表面318c抵靠主玻璃312的平面表面312b和背衬玻璃314的平面表面314b。在示出的实施方式中，连接器318包括圆筒形外表面318a。在一些实施方式中，连接器318的圆筒形外表面318a可以具有与对称轴线320同轴(或以其他方式对准)的圆筒轴线。在示出的实施方式中，连接器318定形成限定延伸穿过其的孔318d。在一些实施方式中，孔318d的至少一部分在主玻璃312的平面表面312b与背衬玻璃314的平面表面314b之间延伸。在图10的实施方式中，玻璃键316的最靠近对称轴线320的部分(例如侧部316b)抵靠连接器318的外表面318a。而这不是必须的。在一些实施方式中，玻璃键316可以定位成与连接器318间隔开。连接器318可以通过在主玻璃312、玻璃键16与背衬玻璃314之间的连接中提供增加的表面积而为镜坯组件310提供额外的强度。

与镜坯组件210相似，示出的实施方式的镜坯组件310包括定形成限定背衬开口314d的背衬玻璃314和定形成限定主开口312d的主玻璃312。背衬开口314d的特征和主开口312d的特征可以基本上类似于本文其他部分描述的镜坯组件210的背衬开口214d的特征和主开口214d的特征。然而，背衬开口314d和主开口312d都不是必须的。在一些实施方式中，镜坯组件310可以设置成没有背衬开口314d以及/或者没有主开口312d。

在镜坯组件310的一些实施方式中，特别是在主玻璃312不包括主开口312d以及/或者背衬玻璃314不包括背衬开口314d的情况下，修改的连接器322可以替代连接器318。如图12中所描绘的，连接器322包括一个或多个通风孔口322e，以在连接器322插置在主玻璃312与背衬玻璃314之间时允许孔322d与孔322d的外部区域之间的流体连通。在示出的实施方式中，通风孔口部分地由连接器322中的凹入特征322e限定以及部分地由平面表面312b、314b中的一者或两者限定。而这不是必须的。在一些实施方式中，通风孔口可以附加地或替代性地由连接器322完全地限定。图12的实施方式的连接器322甚至可以在其中镜坯组件310包括主开口312d或背衬开口314d的实施方式中(例如，在图10和图11示出的实施方式中)使用。

图13和图14描绘了根据特定实施方式的镜坯组件410、410'的示意图。镜坯组件410、410'与本文其它部分描述的镜坯组件10、110、110'、210、310大致类似，并且类似的附图标记用于描述镜坯组件410、410'的与镜坯组件10、110、110'、210、310的特征类似的特征，不同的是，镜坯组件410、410'的附图标记在镜坯组件10的相应的附图标记前面附加数字“4”。镜坯组件410、410'与镜坯组件10、110、110'、210、310的不同之处主要在于，镜坯组件410、410'分别包括插置在周向相邻的成对的玻璃键416之间并且抵靠周向相邻的成对的玻璃键416的玻璃支架422、422'。在示出的实施方式中，玻璃支架422、422'设置成抵靠每对周向相邻的玻璃键416，尽管这不是必须的，并且在一些实施方式中，玻璃支架422、422'可以设置成抵靠成对的周向相邻的玻璃键416中的选定的一对或更多对周向相邻的玻璃键416。

玻璃支架422、422'可以是直的(具有一对相反的平面表面)、具有相对于平面表面倾斜的相反的边缘表面，以用于抵接周向相邻的玻璃键16。附加地或替代性地，玻璃支架422、422'可以是弯曲的、具有倾斜或非倾斜的相反的边缘表面，以用于抵靠周向相邻的玻璃键416，如图13中所示出的。玻璃支架422、422'可以插置在主玻璃412与背衬玻璃414之间。玻璃支架422、422'可以抵接主平面表面412b和背衬平面表面414c中的任一者或两者，尽管这不是必须的。如图14中所示出，玻璃支架422'可以设置成相对较靠近对称轴线420以将周向相邻的玻璃键16间隔开。由于玻璃支架422'位于与对称轴线420相距d2/2的距离以内，玻璃支架422'可以抵靠(并且随后熔合至)主玻璃412的平面表面412b和背衬玻璃414的平面表面414b。如图13中所示出的，玻璃支架422可以附加地或替代性地设置成远离对称轴线420。由于支架422位于与对称轴线420相距大于d2/2的距离处，支架422可以仅抵靠(并且随后熔合至)主玻璃412的平面表面412b。在一些实施方式中，玻璃支架422、422'可以包括用于允许空气从镜坯组件410的中心逸出的通风凹口(例如，类似于连接器322的凹口322e)、孔口等。在镜坯组件410的一些实施方式中，不同的玻璃支架422、422'可以位于距对称轴线不同的径向距离处。在其他实施方式中，所有玻璃支架422、422'可以与镜坯组件410的轴线420等距。

在一些情况下，主玻璃12可以仅以有限的各种厚度方便地获得(例如制造，运输和/或购买)。为了实现期望的厚度t1，如图15和16中所示出的，可以将主玻璃中的两层或更多层512d、512e接合在一起，以形成主玻璃512。例如，在主玻璃层512d、512e仅以厚度6mm和8mm方便地获得的情况下，而主玻璃512的期望厚度为14mm，一个6mm的层512d可以熔合至一个8mm的层512e。

可以通过将层512d和512e的互补表面513d、513e抵接在一起并且然后对层512d和512e施加热来使层512d和512e熔合。在一些实施方式中，层512d、512e是玻璃坯组件的一部分，层512d、512e可以在与玻璃坯组件的其余部分加热及熔合的步骤相同的步骤中被加热及熔合。在其他实施方式中，层512d、512e可以在单独的步骤中熔合。在所示出的实施方式中，层512d、512e的互补表面513d、513e是大致平面的(例如平坦的)，尽管这不是必须的。在加热过程期间，气泡可以在层512d、512e之间形成(例如，由于被互补表面513d、513e的平滑度方面的缺陷捕获的空气)，这样的气泡可能不利地影响主玻璃512的强度，硬度、形状和其他性能。为了使气泡形成的可能性最小化，层512d、512e中的一者或两者的互补表面513d、513e可以包括用于允许空气从层512d、512e之间逸出的一个或多个通道或凹槽512f。在图15至图17的示出的实施方式中，这种通道512f设置在层512d的互补表面513d上。通道512f可以包括位于其对应的互补表面中(例如在示出的实施方式的情况下在互补表面513d中)的凹部，通道512f可以包括朝向另一层敞开的凹部(例如在示出的实施方式的情况下朝向层512e)。在一些实施方式中，通道512f通过设置成行与列垂直的方式组织成网格图案，其中，行和列延伸至它们相应的互补表面的外周边缘(例如在示出的实施方式情况下，延伸至互补表面513d的外周边缘)。在一些实施方式中，通道512f可以以适于允许空气逸出到主玻璃512的周向边缘的任何图案来设置。

通道512f可以采取任意横截面形状。在一些实施方式中，通道512f的横截面是方形的，而在其它实施方式中，通道512f的横截面是圆形的，如图17中所描绘的。

根据各种实施方式的镜坯组件的部件(例如，主玻璃12、背衬玻璃14、玻璃键16、连接器318和320以及玻璃支架422)可以由相同类型的玻璃或各种类型的玻璃制成，只要各个部件可以熔合在一起即可。在目前优选实施方式中，用于制造镜坯组件的部件的玻璃具有相同或相似的热膨胀系数。特别地，在一些实施方式中，主玻璃12、背衬玻璃14、玻璃键16，连接器318和320以及玻璃支架422可以具有彼此相差在+/-5％内的热膨胀系数。在一些实施方式中，这些热膨胀系数彼此相差在+/-15％内。在一些实施方式中，这些热膨胀系数彼此相差在+/-1％内。在一些实施方式中，玻璃12、背衬玻璃14、玻璃键16、连接器318和320以及玻璃支架422具有相同的热膨胀系数。

本公开的一个方面提供了制造镜坯的方法。在一些实施方式中，该方法用于制造大的(例如直径为18”以及更大)且轻的镜坯。

在一些实施方式中，第一步骤是组装镜坯组件。镜坯组件可以包括如上关于镜坯组件10、110、210、310和410所述的多个部件。以下方法可以通过上述任意镜坯组件或包括上述特征的组合的镜坯组件的任意变型来实施。

在组装镜坯组件(例如10、110、210、310或410)之后，对所组装的镜坯进行加热以将部件熔合在一起。在一些实施方式中，使用窑炉或类似的设备来加热镜坯组件，但是用于加热的其他设备和/或方法可以用于加热镜坯组件。在一些实施方式中，镜坯组件放置在模具、例如模具50中或之上，如图18中所示出的。特别地，在一些实施方式中，当镜坯组件放置在模具50中或之上时，主玻璃的相反表面(例如主玻璃12的相反表面12c)放置成与模具50的模具表面51接触。在一些实施方式中，模具50可以包括球形凸模表面的模具表面51。在一些实施方式中，模具50可以包括具有抛物线形凸模表面的模具表面51。模具50(或至少模具表面51)可以在镜坯组件放置在模具50中或模具50上之前被脱模剂均匀地覆盖。可以喷涂或施加脱模剂，以使得模具表面51涂覆有脱模剂。在一些实施方式中，脱模剂可以包括铝粉等。在施用了铝粉的情况下，可以允许铝粉硬化。覆盖有铝粉的模具50可以在窑炉中干燥。模具表面51(具有或不具有脱模剂)应当相对较平滑(例如，没有明显的凹痕或凸起)。

模具与在模具上或模具中的镜坯组件可以一起放置在窑炉等中以施加热量。窑炉的温度可以升高到刚好低于玻璃的熔化温度(或一些其它合适的温度)，并且可以允许玻璃在该温度处均热处理。在一些实施方式中，该温度为约750℃(+/-5％)，并允许镜坯组件在该温度下均热处理1至12小时(例如约两小时)。在一些实施方式中，均热处理时间和温度是不同的。在进行均热处理时，镜坯组件的各个部件的接触表面熔合在一起。特别地，多个键16中的每个键的抵接表面16a、16d分别熔合至主玻璃12的主平面表面12b和背衬玻璃14的背衬平面表面14b。在一些实施方式中，主玻璃12、背衬玻璃14和玻璃键16中的至少一者的重量协助玻璃键16熔合至主玻璃12和背衬玻璃14。在一些实施方式中，连接器318的抵接表面318b、318c可以分别熔合至主玻璃12的主平面表面12b和背衬玻璃14的背衬平面表面14b。在一些实施方式中，连接器318的表面318a可以熔合至玻璃键。在一些实施方式中，支架422、422'的表面可以类似地熔合至玻璃键、主玻璃和/或背衬玻璃。在进行均热处理时，主玻璃可以遵循模具50的模具表面51，以采取与模具表面51的形状互补的形状。在特定实施方式中，其中，模具表面51是球形凸起，主玻璃呈具有球形凹曲率的形状。

在一些实施方式中，模具50可以是抛物线形状并且可以产生抛物线形镜坯。这可以使完成镜坯所需的研磨及抛光量最小化。

在均热处理之后，允许镜坯(其现在是整体的(即一件式的))自然冷却。自然冷却可以包括允许镜坯在没有温度调节的环境中或在温度被调节到恒定(例如，不变化)温度(例如恒温控制室中的室温)的环境中冷却。而自然冷却不是必须的。在一些实施方式中，在均热处理之后，镜坯可以在其中镜坯位于温度被主动调节成匹配指定温度分布的环境中的过程中进行退火。

在一些实施方式中，在冷却期间，镜坯设置在具有隔热特性(例如低热导率和/或高比热容)的容器——例如窑炉——内。在这样的实施方式中，在均热处理之后，容器的内部隔室处于或接近均热处理温度(例如750℃)，而容器外部环境的温度可以在5℃与50℃之间。在一些实施方式中，容器外部环境的温度是未调节的。在其它实施方式中，容器外部环境的温度可以调节至恒定温度(例如恒温控制室中的室温)。在特定实施方式中，容器外部的温度可调节到约20℃至25℃的恒定温度。由于其隔热特性，容器可能减慢或以其它方式延迟镜坯冷却的速率。

在一些实施方式中，允许镜坯保持在容器内的同时冷却到容器外部环境的温度。在其他实施方式中，自然冷却可以包括多个冷却步骤。在一个特定实施方式中，第一冷却步骤包括允许镜坯在保持在密闭容器中的同时冷却直到达到转变温度。第二冷却步骤可以包括在达到转变温度之后打开容器的内部隔室以与容器外部的环境流体连通。在一些实施方式中，转变温度为约110℃(+/-5％)，但在其它实施方式中可以变化。使用多个步骤冷却镜坯可能缩短冷却镜坯的时间长度。特别地，第一步骤可能需要大约24小时，而第二步骤可能需要大约4小时。

在冷却之后，产生的镜坯可以从模具50移除。在模具表面51是球形凸面的情况下，镜坯将具有大致球形凹面和可忽略的内应力。在一些实施方式中，镜坯的凹形表面可能需要研磨以及/或者抛光步骤以进一步使镜坯定形。在一些实施方式中，镜坯的凹形表面可以首先被研磨以及/或者抛光成基本上呈球形的形状，但该步骤不是必须的。在一些实施方式中，镜坯的凹形表面可以被研磨以及/或者抛光成抛物线形状(在首先将凹形表面研磨以及/或者抛光成球形形状的情况下或者在没有首先将凹形表面研磨以及/或者抛光成球形形状的情况下)。研磨以及抛光步骤可能需要多次重复和测试以获得期望的形状。

完成的镜坯具有与镜坯组件类似的结构，除了镜坯是整体的(例如一件式)之外。例如，在镜坯组件10放置在模具50中并且被加热以将其部件熔合在一起的情况下，完成的镜坯将包括主玻璃部12、多个玻璃键部16和背衬玻璃部14。

类似地，在使用组装的镜坯组件110的情况下，产生的镜坯将包括主玻璃部112、多个玻璃键部116和背衬玻璃部114。镜坯还将包括背衬开口114d。背衬开口可以是具有中心的圆形周边，对称轴线延伸穿过该中心。

在使用组装的镜坯210的情况下，所得到的镜坯将包括主玻璃部212、多个玻璃键部216以及背衬玻璃部214。镜坯将额外地包括主开口212d并且可以包括或者可以不包括背衬开口214d。主开口212d可以具有圆形周边，该圆形周边具有对称轴线延伸穿过的中心。

在使用组装的镜坯310的情况下，所得到的镜坯将包括主玻璃部312、多个玻璃键部316以及背衬玻璃部314。镜坯可以包括主开口312d和背衬开口314d中的任一者或两者并且额外地包括连接器部318或320。

在使用组装的镜坯410的情况下，所得到的镜坯将包括主玻璃部412、多个玻璃键部416以及背衬玻璃部414。镜坯可以包括任意或所有的主开口412d、背衬开口414d和连接器部318(或320)。镜坯将额外地包括一个或多个支架部422。

所得到的镜坯可以共享所组装的镜坯的许多其它性能。所得到的镜坯可以具有多个键部，所述多个键部具有从所得到的镜坯的对称轴线沿径向方向延伸的相同的形状和尺寸。键部可以在周向相邻的成对的键部之间具有相等的角间距。所得到的镜坯可以具有直径为d1的主圆形周边，其中，所得到的镜坯的对称轴线贯穿主圆形周边的中心。背衬部可以具有背衬圆形周边，其中，所得到的镜坯的对称轴线贯穿背衬圆形周边的中心。

所得到的镜坯的主部和所得到的镜坯的背衬部可以具有大约为x的间距，该间距对应于键部的最靠近对称轴线的第一高度。在一些实施方式中，键的最远离对称轴线的部分可以具有大约y的高度，该高度等于或小于第一高度x。对每个键部而言，键部的第一高度可以在所得到的镜坯的主部的直径d1的1/2至1/20之间的范围内。在其它实施方式中，对每个键部而言，键部的第一高度在所得到的镜坯的主部的直径d1的1/6至1/10之间的范围内。

所得到的镜坯或基于所组装的镜坯10、110、210、310或410或其变型的任何镜坯与实心玻璃镜坯相比具有减小的重量。此外，在一些实施方式中，包括准备时间(例如各个部件的切割、研磨及定形)、组装镜坯组件、熔合及冷却的上述整个过程可能仅需要大约72小时。由于内应力减小，镜坯破裂的机会较少。因此，该方法更便宜并且产生出更容易安装的产品并且使得制造的望远镜减轻大量重量。

尽管本文讨论了多个示例性方面和实施方式，但是本领域技术人员将认识到其某些修改、置换，添加和子组合。例如：

·虽然在附图中仅示出了几个实施方式，但是镜坯组件可以包括分别在主玻璃和背衬玻璃中的连接器、玻璃支架、多层圆形玻璃部段、主开口和背衬开口中的一者或更多者的任意组合。

·虽然上述方法是用于创建凹形镜坯，但类似的方法可用于形成凸形镜坯。这种方法将需要凹模和基本类似的镜坯组件。

虽然上文已经讨论了多个示例性方面和实施方式，但是本领域技术人员将认识到其某些修改、置换、添加和子组合。