本實(shí)用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種反射鏡。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會(huì)，隨著空間科學(xué)、天文研究、宇宙探測(cè)、地球信息及環(huán)境信息等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，高分辨率的成像質(zhì)量要求光學(xué)系統(tǒng)具有越來(lái)越大的口徑。

為保證反射鏡具有合適的徑厚比(否則可能會(huì)引起元件容易發(fā)生變形)，應(yīng)在增加反射鏡口徑的同時(shí)，增大反射鏡的厚度，然而這樣就會(huì)造成反射鏡重量的大大增加而無(wú)法承受自身重量，并且也會(huì)增加航空探測(cè)的成本和難度，迫切需要降低反射類元件的重量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種反射鏡，在保證反射鏡徑厚比的條件下大大降低了反射鏡的重量，從而減少了反射鏡因自身重力而造成的形變。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種反射鏡，包括：

第一玻璃板；

輕量化夾層，其熔接在所述的第一玻璃板上，所述的輕量化夾層為帶有預(yù)設(shè)形狀減重孔的玻璃板，所述的減重孔用于減少反射鏡自重，所述的預(yù)設(shè)形狀為三角形、四邊形、五邊形、六邊形、扇形或圓形；

第二玻璃板，其熔接在所述的輕量化夾層上；

所述的第一玻璃板和第二玻璃板中有一個(gè)為具有反射面的玻璃板；所述的反射鏡的徑厚比為小于10:1。

進(jìn)一步的，所述的第一玻璃板、輕量化夾層和第二玻璃板材質(zhì)為膨脹系數(shù)為5×10^-7/℃或膨脹系數(shù)≤1×10^-7/℃的石英玻璃。

進(jìn)一步的，所述的反射鏡的口徑為200-1500mm，所述第一玻璃板和第二玻璃板厚度都為2mm-30mm，支撐架厚度為所述的具有反射面的玻璃板厚度的2-10倍。

進(jìn)一步的，所述的第一玻璃板的熔接面與輕量化夾層的熔接面的表面貼合度為1μm-1mm；所述的第二玻璃板的熔接面與輕量化夾層的熔接面的表面貼合度為1μm-1mm。

進(jìn)一步的，所述的帶有反射面的玻璃板的反射面的形狀為平面、球面或非球面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型采用輕量化夾層結(jié)構(gòu)，在保證徑厚比可以滿足反射鏡的要求的條件下，大大降低了反射鏡的重量，從而有效降低了由于反射鏡自身重量造成的形變，延長(zhǎng)了反射鏡的壽命，支撐架圍成的槽相互連通且與外界連通，其可以保證在外界環(huán)境變化時(shí)，不會(huì)因?yàn)椴劾锏臍怏w和反射鏡的膨脹不一致，而造成反射鏡變形的現(xiàn)象。

本實(shí)用新型采用具有高強(qiáng)度、低密度、熱穩(wěn)定性好的普通石英玻璃或低膨脹石英玻璃作為基材制備輕量化反射鏡具有可加工性能好、熱變形小、自重變形小、耐輻照等優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型中采用了兩層玻璃板中間夾有輕量化夾層的結(jié)構(gòu)，雙層玻璃板配合輕量化夾層來(lái)實(shí)現(xiàn)反射鏡的穩(wěn)定，延長(zhǎng)使用壽命；熔接法固定具有強(qiáng)度高、應(yīng)力小、結(jié)合牢固、輕量化率高等優(yōu)勢(shì)。

減重孔相互連通且與外界連通，其作用是在外界環(huán)境變化時(shí)，不會(huì)因?yàn)榭锥蠢锏臍怏w和反射鏡的膨脹不一致，而造成反射鏡變形的現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型反射鏡實(shí)施例中反射鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型反射鏡實(shí)施例中減重孔為三角形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型反射鏡實(shí)施例中減重孔為正方形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型反射鏡實(shí)施例中減重孔為六邊形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型反射鏡實(shí)施例中減重孔為圓形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型反射鏡實(shí)施例中減重孔為扇形的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚的了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的方案做進(jìn)一步闡述，應(yīng)當(dāng)理解，較佳實(shí)施例只是為了方便對(duì)本實(shí)用新型方案的理解，而不作為本實(shí)用新型方案的限定。

如圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種反射鏡結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例中反射鏡包第一玻璃板1，第二玻璃板2和輕量化夾層3，第一玻璃板1與輕量化夾層3熔接，第二玻璃板2與輕量化夾層3熔接；其中，輕量化夾層為帶有減重孔的玻璃板。

本實(shí)施例中第一玻璃板1、第二玻璃板2和輕量化夾層3的材質(zhì)可以為石英玻璃、低膨脹石英玻璃、K9玻璃、微晶玻璃；本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)第一玻璃板1、第二玻璃板2和輕量化夾層3的材質(zhì)不做限定，優(yōu)選為膨脹系數(shù)為5×10^-7/℃或膨脹系數(shù)≤1×10^-7/℃的石英玻璃；

這里要說(shuō)明的是：膨脹系數(shù)為5×10^-7/℃或膨脹系數(shù)≤1×10^-7/℃的石英玻璃具有高強(qiáng)度、低密度、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可以大大增強(qiáng)反射鏡的穩(wěn)定性，有效防止其變形，延長(zhǎng)反射鏡的使用壽命。

這里要說(shuō)明的是：采用熔接技術(shù)將第一玻璃板1、第二玻璃板2和輕量化夾層3進(jìn)行熔接，可以使反射鏡具有強(qiáng)度高、應(yīng)力小、結(jié)合牢固的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)減重孔的形狀不做具體限定，圖2-6分別為減重孔為三角形、正方形、六邊形、圓形和扇形的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2-6可以知道，輕量化結(jié)構(gòu)層3上的減重孔表面可以為三角形、正方形、五邊形、六邊形、扇形和圓形等等，這里要說(shuō)明的是：在保證反射鏡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下盡量增加減重孔所占的空間，可以有效減少反射鏡的重量，更好的實(shí)現(xiàn)輕量化的效果，防止自重造成的反射鏡變形，延長(zhǎng)反射鏡的使用壽命。

在具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型的第一玻璃板和第二玻璃板厚度可以設(shè)置為2mm-30mm，二者均可以作為反射面，支撐架厚度為作為反射面的玻璃板厚度的2-10倍。

這里要說(shuō)明的是：反射板過(guò)薄則會(huì)造成反射鏡變形，而反射板過(guò)厚則會(huì)造成反射鏡的重量過(guò)大從而會(huì)使反射鏡減重效果差。

在具體實(shí)施時(shí)，所述的帶有反射面的玻璃板的反射面的形狀可以為平面、球面或非球面。

這里要說(shuō)明的是：

平面反射鏡用于改變平行光的傳播角度，球面反射鏡用于光的聚焦或發(fā)散；非球面反射鏡用于使光線滿足特殊的光學(xué)效果。

在具體實(shí)施時(shí)，為了保證第一玻璃板1、第二玻璃板2和輕量化夾層3的熔接牢固，所述的第一玻璃板1和輕量化夾層3，第二玻璃板2和輕量化夾層3的熔接面的表面貼合度為1μm-1mm；貼合度小于1μm，難以加工成形；貼合度大于1mm，則熔封效果差，熔封后的牢固度降低。

減重孔相互連通且與外界連通，其作用是在外界環(huán)境變化時(shí)，不會(huì)因?yàn)榭锥蠢锏臍怏w和反射鏡的膨脹不一致，而造成反射鏡變形的現(xiàn)象。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的反射鏡是通過(guò)如下方法制備的：

第一步：選料

為了獲得理想的輕量化石英玻璃，挑選2段無(wú)肉眼可見(jiàn)的氣泡和包裹物的普通石英玻璃或低膨脹石英玻璃坯料(膨脹系數(shù)為5×10^-7/℃-或膨脹系數(shù)≤1×10^-7/℃)，坯料直徑略大于成品反射鏡的口徑(200-1500mm)。輕量化夾層(包括第一玻璃板和支撐架)的厚度約為第二玻璃板厚度的2～10倍，第二玻璃板優(yōu)選無(wú)缺陷的優(yōu)質(zhì)材料。

第二步：加工

將準(zhǔn)備好的石英玻璃料進(jìn)行精密冷加工處理：首先將輕量化夾層進(jìn)行數(shù)控銑磨出圖2所示形狀的一種，該形狀為整體形狀，然后將第二玻璃板磨削平整，兩部分的表面要保證一定的粗糙度，不能太光滑。再將冷加工后的坯料進(jìn)行酸洗處理，鈍化表面及亞表面裂紋。

第三步：熔接

在第二玻璃板表面上均勻涂覆一層熔封物，然后將第二玻璃板和輕量化夾層的開(kāi)口端疊放到一塊，將整體放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，最高溫度高于熔封物的熔化溫度低于石英玻璃的軟化溫度。達(dá)到最高溫度后開(kāi)始降溫，封接溫度到退火溫度的降溫速度大于100℃每小時(shí)，退火溫度保溫30～100分鐘。退火溫度為900-1300℃之間的某一溫度，退火溫度到室溫的降溫速度為10～80℃每小時(shí)。以達(dá)到最佳熔封效果并實(shí)現(xiàn)石英玻璃的應(yīng)力最小化。

第四步：整形和拋光

將冷卻后的反射鏡坯體進(jìn)行整形處理，達(dá)到成品要求的外形精度，并且對(duì)表面進(jìn)行磨砂、拋光處理達(dá)到反射鏡的面形要求。

具體制備方法為：

備料：選取膨脹系數(shù)為5×10^-9/℃的石英玻璃作為坯料，口徑為1200mm；

制備第一玻璃板和第二玻璃板：將所述的坯料經(jīng)冷加工得到平面型第二玻璃板，具體為將石英玻璃板通過(guò)銑磨手段用金剛石砂輪層狀切削后制得，進(jìn)刀量為2mm,第一玻璃板厚度為18mm，第一玻璃板為非球面型；第二玻璃板厚度為20mm，形狀為平面型；

制備輕量化夾層：將所述的坯料經(jīng)數(shù)控加工的方式得到帶有減重孔的輕量化夾層，具體為采用金剛石刀具按照設(shè)定好的形狀進(jìn)行切削或銑磨加工，進(jìn)刀量為0.1mm。減重孔形狀為五邊形，并通過(guò)在減重孔壁打孔的方式使各減重孔相互連通；輕量化夾層厚度為60mm；

通過(guò)控制銑刀的角度來(lái)調(diào)節(jié)第一玻璃板、輕量化夾層和第二玻璃板的貼合度，貼合度為10μm。

制備反射鏡毛坯：將第一玻璃板、輕量化夾層和第二玻璃板順序疊放后進(jìn)熔接；熔接步驟為：在1600℃條件下將所述的第一玻璃板、第二玻璃板和輕量化夾層進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)牢固后進(jìn)行降溫，在降至退火溫度前降溫速度大于100℃/小時(shí)，所述的退火溫度為1100℃，退火溫度下保溫30min，然后降溫至室溫，從所述的退火溫度到室溫的降溫速度為50℃/小時(shí)。將所述的反射鏡毛坯進(jìn)行整形、磨砂和拋光處理后得到所述的反射鏡。具體的為將反射鏡毛坯進(jìn)行圓度加工，圓度控制在0.01mm以內(nèi)，粗糙度控制在320#砂以內(nèi)，然后用單軸機(jī)進(jìn)行上下表面磨砂處理，經(jīng)過(guò)砂號(hào)為W40、W20和W14金剛砂的磨削后，再用數(shù)控小磨頭進(jìn)行拋光處理，表面面形加工到0.1λ。

本實(shí)用新型中未盡之處，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)行選擇即可完成，在此不再過(guò)多贅述，但均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。