DE3502025A1

DE3502025A1 - Verformbarer spiegel

Info

Publication number: DE3502025A1
Application number: DE19853502025
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Kriz; Hansjörg Dr. 8501 Rückersdorf Stadler
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1985-01-23
Filing date: 1985-01-23
Publication date: 1986-07-24
Also published as: GB2170323A; DE3502025C2; FR2576426A1; FR2576426B1; US4679915A; GB8601260D0; IL77550A; GB2170323B

Description

Fg/kr

DIEHL GMBH & CO., 8500 Nürnberg

Verformbarer Spiegel

Die Erfindung betrifft einen verformbaren Spiegel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie er hinsichtlich typischer Aufbau- und Einsatzmöglichkeiten bekannt ist aus Fig.1 und Fig. 2 der Veröffentlichung von James E. Harvey und Gary M. Callahan "Wavefront Error Compensation Capabilities of Multiactuator Deformable Mirrors" (SPIE Vol. 141 Adaptive Optical Components, 1978, Seiten 50 - 57). Insbesondere betrifft die Erfindung vorteilhafte zusätzliche Maßnahmen bei der Realisierung eines solchen Kompensationsspiegeis (auch als MDA-Spiegel bezeichnet), dessen Verformungs-Ansteuerung Gegenstand der älteren Anmeldung "Verfahren und Einrichtung zur Ziel-Suche und Ziel- Nachführung mittels eines fokussierbaren Strahles" der Anmelderin ist ■; 3^L 22 2-?.·

Zur Vermeidung komplizierten Regelkreisverhaltens ist von einem solchen Kompensationsspiegel eine möglichst lineare Beziehung zwischen einer Stellglied-Ansteuerung und der örtlich zugeordneten Verformung der Spiegelfläche zu fordern. Deshalb ist eine mechanisch möglichst starre und möglichst punktförmige Ankopplung eines jeden Stellgliedes an die Rückseite der Spiegelplatte anzustreben, deren Vorderseite als im Strahlengang liegende Kompensations-Spiegelfläche dient. Die herkömmlicherweise als Klebeverbindung ausgeführte mechanische Kopplung zwischen einem Stellglied und der Rückseite der -. Spiegelplatte bedingt aber eine relativ große Anschlußfläche, um über die Klebeverbindung auch Vergleichsweise große Zugkräfte aufnehmen zu können.

Denn solche treten auf, wenn in einem bestimmten Bereich wenigsten ein Stellglied ausgelenkt wird, die Spiegelfläche also ausbeult, danebenliegende Stellglieder jedoch seitens der Ansteuerung weniger oder gar nicht ausgelenkt und deshalb auf Zug beansprucht werden. Eine solche im Interesse ausreichender Klebeverbindung großflächige Anlage des Stellgliedes an die Rückseite der Spiegelplatte steht also der Forderung nach örtlich definierten Auslenkmöglichkeiten in möglichst feiner Abstaffelung über der Spiegelfläche, im Interesse optimaler Anpassungsmöglichkeiten zur Verzerrungs-Kompensation im Querschnitt des Strahlenganges, entgegen. Hinsichtlich der Dimensionierung des Regelkreises zur elektrischen Ansteuerung der Stellglieder ist es außerdemunerwünscht, daß solche Klebekopplungen stets eine gewisse Elastizität in Druckübertragungsrichtung aufweisen und deshalb bei der Auslegung des Regelkreises als störende Dämpfungs- und gar Laufzeiteinflüsse zu berücksichtigen sind.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kompensationsspiegel gattungsgemäßer Art derart auszubilden, daß er bei möglichst geringem regelungs technischen Ansteuerungsaufwand eine über dem Strahlengang-Quer schnitt fein gestaffelte, definierte Kompensation der atmosphärischen AusbreitungsStörungen ermöglicht und dabei einfach herstellbar und Justierbar, sowie betriebssicher einsetzbar, ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch 3Z gelöst, daß der gattungsgemäße Kompensationsspiegel die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruches 1 aufweist.

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ORIGINAL

- Ir- Λ'

Nach dieser Lösung ist eine nahezu punktförmige Krafteinleitung zur regionalen Spiegel-Verformung möglich; denn die Druckkräfte können mit praktisch beliebig kleinem Querschnitt unmittelbar auf die Spiegel-Rück- '■> seite einwirken, während die Zugkräfte von den Mantelflächen, also z.B. bei Klebeverbindungen über großflächig auf Scherung beanspruchte Klebezonen aufgenommen werden. Für diese Ankopplung sind vorzugsweise an der Spiegelplatten-Rückseite einstückig ausgebildete (z.B. spanend oder spanlos angeforn-te) Zapfen vorgesehen , um die Spiegel-Platte selbst möglichst dünn ausführen, also ohne Erfordernis großer Massebewegung leicht und örtlich definiert verformen zu können. Dann ist die Geometrie der Krafteinleitung von den Stellgliedern auf die Spiegelplatte nämlich durch den

i- Querschnitt der Anschluß-Zapfen beeinflußbar, die eine mechanisch stabile und steife Ankopplung -bei einem Stellglieder-Anschluß ohne in Druckrichtung dazwischenliegenden Klebeverbindungen- ermöglichen. Damit eröffnen sich auch sinnvolle Möglichkeiten einer Peinjustage hinsichtlich der Vorspannung der gegen die Spiegelplatte abgestützten Stellglieder; denn Empfindlichkeitseinbußen (hinsichtlich der Ankopplung eines Stellgliedes an den zugeordneten rückwärtigen Bereich der verformbaren Spiegelfläche) infolge der Elastizität und infolge von Hystereseein-

-5 flüssen von zwischengeschalteten Klebeschichten treten nicht mehr auf.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den -.Q Unteransprüchen und aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung ,auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung.

BAD ORlGlNAt

Es zeigt:

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Fig. 1 einen verformbaren Kompensationsspiegel im Querschnitt, mit Hülsen-Verbindungen zwischen rückwärtig angeformten Zapfen und darauf abgestützten Stellgliedern,

Fig. 2 in rückwärtiger Schrägansicht die Anordnung von Zapfen auf der Rückseite einer Spiegelplatte gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für eine Spiegelplatte gemäß Fig. 1. oder Fig. 2, hier mit von Entkopplungsmassen umgebenen Hohlzapfen, in abgebrochener Querschnittsdarstellung,

Fig. 4 in rückwärtiger Daraufsicht einen Ausschnitt aus einer Spiegelplatte gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 in Querschnittsdarstellung entsprechend Fig. 3 eine Verbund-Spiegelplatte.

Wie im einzelnen in der oben zitierten älteren Patentanmeldung der Anmelderin dargelegt, liegt im Strahlengang 3 die deformierbare Spiegelfläche 8 eines MDA-Kompensationsspiegels 9. Dieser dient, durch Beeinflussung der optischen Gegebenheiten in den entsprechenden Querschnittsbereichen des Strahlenganges 3, einem Ausgleich von Verzerrungen, die die Strahlengeometrie beim Durchgang durch die Atmosphäre erfährt, um die Strahlenenergie in einem möglichst eng begrenzten Brennfleck auf einem Ziel konzentrieren zu können.

Für die Verformung der Spiegelfläche 8(durch Versatz einzelner ihrer Bereiche gegeneinander in Richtung der Normalen auf die Spiegelfläche 8)sind rückwärtig, zwischen der

Spiegelfläche 8 und einem Widerlager 19, Linear-Stellglieder eingespannt. Diese erfahren je nach ihrer elektrischen Ansteuerung eine Längenänderung zur entsprechenden Ausbeulung des davorliegenden Bereiches der Spiegelfläche 8. Vorzugsweise handelt es sich bei den Stellgliedern18 um Piezo-Säulen, weil diese eine gut-lineare Ansprechcharakteristik bei hoher Ansprech-Grenzfrequenz aufweisen und hohe sowie reproduzierbare Druckkräfte hinter der Spiegelfläche 8 einbringen lassen.

Für solche definierte' Verformung der Spiegelfläche 8 ist ein möglichst punktförmiger Angriff der Stellglieder 18 hinter ihr anzustreben. Hierfür ist die Spiegelfläche 8 an der Vorderseite einer dünnen Spiegelplatte 31 ausgebildet, an deren Rückseite 32 vergleichsweise dünne Zapfen 33 vorgesehen,

'^; ' nämlich (worauf unten noch näher eingegangen wird) einstückig ausgebildet sind. Der Durchmesser der Zapfen 33 ist im Beispielsfalle der Fig. 1 und Fig. 2 etwas größer als die Dicke der Spiegelplatte 31, liegt aber in derselben Größenordnung (von einigen Millimetern im Falle eines Durchmessers der Spiegelplatte in der Größenordnung von beispielsweise 150 mm bis 250 mm). Die Druckeinleitungspunkte für die Stellglieder 18 in die Spiegelplatte 31 sind konstruktiv also durch deren relativ dünnen, rückwärtig mit ihren Stirnflächen 34 frei vorstehenden Zapfen 33 gegeben.

Stellglieder 18 geringen Durchmessers können direkt stumpf auf die Zapfen-Stirnfläche 34 aufgesetzt sein. Bei Stell gliedern 18 größeren Durchmessers ist es zweckmäßig, wie in Fig. 1 berücksichtigt, konische Koppelstücke 35 zur geometrischen Anpassung und damit optimalen Krafteinleitung hinter der Spiegelfläche 8 zwischenzufügen. Anzustreben ist nämlich, daß der bezüglich der Spiegelfläche 8 wirksame Krafteinleitungsquerschnitt aufgrund des geringen Durchmessers

":^:'· der Zapfen 33 im Vergleich zum Durchmesser der Spiegelplatte

BAD

- is -

^r . /0.

und im Vergleich zum gegenseitigen Abstand der Zapfen 33 möglichst punktförmig ist.

In Druckübertragungsrichtung ist zwischen den Stellgliedern 18 und der Spiegelplatten-Rückseite 32, also den zugeordneten Zapfen 33, kein nichtstarres mechanisches Kopplungsmittel und insbesondere kein Klebstoff erforderlich, weil die auf Zug beanspruchbare mechanische Verbindung zwischen Stellglied und Zapfen 33 längs deren Mantelflächen, bei diesem Ausführungsbeispiel längs der Innenmantelfläche einerHülse 36, herstellbar ist. Diese Hülse 36 kann,wie in der Zeichnung berücksichtigt, im Axial-Längsschnitt trichterförmig ausgebildet sein, wenn zwischen einem Zapfen 33 und dem eigentlichen Stellglied 16 ein konisches Koppelstück 35 zur Querschnitts-Anpassung angeordnet ist. Die Hülse 36 kann aufgeschrumpft sein; am einfachsten ist sie aber längs der benachbarten Mantelflächen mit dem Stellglied 18 und dem Zapfen 33 verklebt; wobei die Verbindungs-Hülse 36 (und die Länge des Zapfens 33) so lang"" ausgelegt ist, daß die in paralleler Scherrichtung erforderliche Klebefläche für die Zugkraftaufnahme ünd-überleitung längs der Innenwandung der Hülse 36 gewährleistet ist. Die in Druckrichtung orientierte Kopplung vom Stellglied 18 zum Zapfen 33 und damit zum zugeordneten Bereich der Spiegelplatte 31 bzw. der Spiegelfläche 8 bleibt also aufgrund des direkten stumpfen Verbindungsstoßes frei von Klebematerial; und damit frei von die Krafteinleitung in die Platte 31 dämpfenden Massen, die " andernfalls wegen des Erfordernisses , Dämpfungserscheinungen und möglicherweise auch Laufzeiterscheinungen berücksichtigen zu müssen, zu einer komplizierteren Struktur des Regelkreises für die Kompensationsansteuerung der Spiegelfläche 8 führen wurden.

Daß die bei Zugeinleitung auf Scherung beanspruchte ringspaltförmige Klebefläche eine gewisse Elastizität aufweist, stört nicht, weil diese wegen des dünnen Klebespaltes sehr gering ist; und außerdem erbringt das eine sogar wünschenswerte mechanische Entkopplung zwischen einem stark angesteuerten Stellglied 18 und einem benachbarten, weniger stark angesteuerten

8AD ORiQiK¹Al₇

(und deshalb auf Zug beanspruchten) Stellglied 18 mit entsprechend stetig-ausgeglichenem Ausbeulungs-Verlauf der Spiegelfläche 8 zwischen den benachbarten , rückwärtigen Angriffspunkten der Stellglieder 18.

Wie in Fig. 1 berücksichtigt, liegt zur Druckkrafteinleitung eines Stellgliedes 18 in die Spiegelplatte 31 zweckmäßgerweise in Serie mit einem kurzen Modulations-Stellglied 18? ein separates.mehrfach so langes Korrektur-Stellglied 18k sowie eine rückwärtige Abstützung 37. Hinter dieser ist ein Justagemittel 38 angeordnet, vorzugsweise im Form eines im Spiegel-Widerlager 19 geführten Schraubenbolzens mit Kontermutter 40, um die mechanische Vorspannung der einzelnen Stellglieder 18 individuell justieren und dabei beispielsweise der Spiegelfläche 8 eine stationäre Basis-Verformung in Anpassung an andere im Strahlengang 3 liegende optische Einflußgrößen geben zu können; vgl. im Detail die heu-Parallelanmeldung "Verformbarer Spiegel"der Anmelderin. Die Spiegelplatte 31 ist über eine umlaufende Gummidichtung ^: · an einem Stirnflansch 42 eines Hohlzylinders 43 gehaltert, der rückwärtig unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung 44 das Widerlager 19 für die Stellglieder 18 trägt. Der Raum in dem Hohlzylinder 43, also um die Stellglieder herum zwischen dem Widerlager 19 und der Spiegelplatte 31, '■'> ist vorzugsweise mit einer elektrisch isolierenden und relativ hoch-viskosen sowie möglichst gut wärmeleitenden Flüssigkeit 45, wie etwa öl, gefüllt. Diese dient einerseits einer mechanischen Dämpfung der unter Einfluß der Ansteuerung der Stellglieder 18 auftretenden mechanischen Bewegungen in der Spiegelplatte 31, andererseits der Ableitung der dabei und durch den Einfall der Strahlen in die Spiegelfläche 8 entstehenden Wärme; und außerdem der elektrischen Isolierung zwischen den mit relativ hohen Spannungen angesteuerten Piezo-Stellgliedern 18 .

BAD

■ /ta·

Zur Entkopplung zwischen den Stellgliedern 18 und zur Aufnahme der Druckschwankungen in der relativ imkompressiblen Flüssigkeit 45 können Gaspolster 46 dienen, die beispielsweise in Form von Gittern ausgeschlossenporigem Kunststoff zwischen den Stellgliedern 16 angeordnet sind.

Beim Realisierungsbeispiel gem. Fig. 3 weisen die rückwärtig an die Spiegelplatte 31 angeforinten Zapfen 33 in ihrer Sxirnflsche 34 einen koaxialen Hohlraum 47 auf, der sich vorzugsweise sogar bis in die Platte 31 und damit von rückwärts bis dicht an die Spiegelfläche heran erstreckt. In diesen Hohlraum 47 greift ein geometrisch entsprechend angepaßtes Koppelstück 35 hinein, so daß dessen Druckübertragungs-Spitze 48 zur punktförmigen Krafteinleitung dicht hinter der Spiegelfläche 8 führt.

Die Funktion des Hülse 36 (gemäß Fig. 1) wird hier also im Bereiche des Zapfens 33 von der Wandung seines Hohlraumes

47 übernommen. Vorzugsweise ist der Hohlraum 47 oder der "C eingreifende Bereich des Koppelstückes 35 im Längsschnitt derarx profiliert, daß sich ein zur Stirnfläche 34 konisch sich aufweitender Klebespalt 49 zwischen Hohlraum 47 und eingreifendem Koppelstück 35 ergibt. Das erbringt den Vorteil, durch eine dünne Klebeschicht im Bereiche der

Z~ Platten-Rückseite 32 eine starre Ankopplung des Koppelstückes 35, dagegen in Richtung auf die Zapfen-Stirnfläche 34 eine zunehmend elastischere Ankopplung zu erzielen; wodurch eine mechanische Überkopplung zu einem benachbarten Zapfen über Kraftschlüsse längst der Außenwandung eines Zapfens 33 und die Platten-Rückseite 32 vermindert wird. Denn angestrebt wird eine kreissymetrische Ausbildung der Ausbeulung der Spiegelfläche 8 um die Krafteinleitungs-Spitze

48 herum mit im Querschnitt gemäß einer Gauß^fsehen Verteilungskurve abklingender Ausbeul-Amplitude -was in der Praxis aber gestört wird durch die Krafteinleitungs-Gegebenheiten von den benachbarten Zapfen 33.

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BAD

Die Spiegel-Platte 31 mit den rückwärts angeformten Zapfen 33 und ihrer Spiegelfläche 8 kann spanend (beispielsweise aus dem Vollen gefräst) oder spanlos (beispielsweise als Gußteil) gefertigt sein; vorzugsweise *> besteht sie aus Kupfer, weil dieses günstige Refelxionseigenschaften für Infrarot-Strahlung bei guten Wärmeableiteigenschaften aufweist. Außerordentlich gute Reflexionseigenschaften weist eine metallische Spiegelplatte 31 auf, in der keine Korngrenzen vorliegen, die ^Λχ' also als Einkristall aufgewachsen ist; günstigstenfalls bedarf ihre Spiegelfläche 8 nicht einmal einer Politur. In diesem Falle ist es besonders zweckmäßig, rückwärtig an die Platte 31 gleich die Zapfen 33 anwachsen zu lassen, also auch zu den Zapfen 33 hin jegliche Korngrenzen zu vermeiden; denn dadurch werden Gitterstörungen vermieden, die sonst an der Spiegelfläche 8 zu einer Beeinträchtigung der Reflexionswirkung führen wurden, und eine solche einkristalline Struktur der Platte 31 mit rückwärtiger. Zapfen 33 zeigt auch besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich der regionalen Verformung nach Maßgabe örtlicher rückwärtiger Krafteinleitungen. Beim einkristallinen Aufwachsen der Zapfen 33 auf die Platten—Rückseite 32 werden zweckmäßigerweise durch entsprechende Keimrichtungs-Umlenkungsmaßnahmen geschwungene Wurzelbereiche 50 am Übergang von der Platten-Rückseite 32 zur zylindrischen Außenwandung der Zapfen 33 ausgebildet, um hier scharfe Knickstellen und damit Materialermüdungserscheinungen aufgrund der Wechselkrafteinleitungen von den Stellgliedern 18 möglichst zu vermeiden. Vorzugsweise verläuft ein solcher geschwungener Wurzelbereich 50 nicht kreis- symetrisch um die Achse eines Zapfens 33, sondern in verschiedenen Richtungen oval verzerrt und damit

... 10

BAD ORIGINAL

kleeblattähnlich auf der Platten-Rückseite 32, wie durch die Prinzipdarstellung der Fig. h zum Ausdruck gebracht. Dadurch ist die (Zug-) Krafteinleitung von einem Koppelstück 35 über den umgebenden Hohl-Zapfen 33 in die Rückseite 32 der Spiegelplatte 31 nicht kreissymetrisch; wodurch sich die Anisotropie der mechanischen Eigenschaften(insbesondere des Elastizitätsmoduls) der einkristallinen Metall-Platte 31 weitgehend kompensieren läßt, die sonst trotz punktförmiger Kraft einleitung zu nicht- punl:tsyr.metrischsr Verformung. und damit nicht zur gewünschten Ausbeulgeometrie der Spiegelfläche 8. führen kann . Ausbildung und Orientierung solcher nicht-kreisförmigen Wurzelbereiche 50 sind danach auszulegen, wie die Kristallgitter-Elementarwürfel im konkreten Falle in der einkristallin aufwachsenden Platte 31 orientiert sind (was mit den bekannten Mitteln der Kristallographie und Werkr stoffkunde feststellbar ist).

Wie in Fig. 3 durch die Kreuzschraffur angedeutet, kann zur weiteren Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Zapfen 33 -trotz möglichst weichen, nämlich leicht verformbaren Materials für die Platte 31- und insbesondere zur Vermeidung von Sprödbruch-Erscheinungen im Wurzelbereich 50 vorgesehen sein, nach dem einkristallinen Aufwachsen der Platte 31 mit nicht verunreinigtem Grenzbereich der Spiegelfläche 8, der Schmelze einen Legierungsstoff wie insbesondere Beryllium (in der Größenordnung zwischen 1 % und 2% ) zuzusetzen; um,um den Angriffspunkt der Koppelstück-Spitze 48 herum und damit im Zapfen- Wurzelbereich .5o sowie bei den Zapfen 33 selbst,ein legiertes und dadurch mechanisch höher beanspruchbares Material auf der Gitterstruktur des Materials der Spiegelfläche 8 zu erhalten.

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Das verstärkt auch die Kompensationswirkung eines in der Draufsicht, von der Kreisform abweichenden, strukturierte!. Wurzelbereiches 50 (Fig. 4).

^r- Wie in Fig. 3 berücksichtigt, kann es zweckmäßig sein, die Querschnittsgeometrie und damit die Masse der Spiegelplatte 31 regional zu verändern, um dadurch eine Entdämpfungs-Kopplung für die mechanischen Schwingungen zu erzielen, die sich von den einzelnen Zapfen 33 zu den

^Λ" benachbarten Zapfen 33 ausbreiten, bzw. die am Flatterrand 51 reflektiert werden.

Solche Entkopplungsmassen bestehen insbesondere aus Wülsten die sich über die Platten-Rückseite 32 längs des Randes 51 und um die Zapfen 33 herum erstrecken. Dabei I^ brauchen diese Entkopplungs-Wülste 52, wie in Fig. 4 berücksichtigt, nicht kontinuierlich durchlaufend ausgebildet zu sein; es genügt die Ausbildung in Form einer Folge von einzelnen Höckern 53.
Wie ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich, ist es zweckmäßig,

^r~' in der Verbindungslinie zwischen einander benachbarten Zapfen 33 größere Entkopplungsmaßnahmen in Form von beispielsweise höheren oder breiteren Höckern 53 auszubilden, als in Bereichen, in denen der nächst-benachbarte Zapfen weiter entfernt ist. Eine mechanische Feinabstimmung kann einfach über regionale Massenverringerung, beispielsweise durch Abarbeiten bestimmter Höcker 53» erfolgen. Entgegen der vereinfachten Darstellung in Fig. 4 muß der Verlauf der Entkopplungswülste 52 nicht konzentrisch-kreisförmig um die jeweiligen Zapfen 33 sein; in Anpassung an die Ver teilungs-Geometrie der Zapfen 33 auf der Platten-Rückseite kann es sogar zweckmäßiger sein, einen polygonen Verlauf 'und damit eine wabenförmige Struktur der Gesamtheit der Entkopplungs-Wülste 52 auf der Platten-Rückseite 32 auszubilden.

BADORIG'M

Wie in Fig. 3 berücksichtigt, werden wenigsten einige solcher Wülste 52 bzw. Hocker 53 zweckmäßigerweise dafür ausgelegt und benutzt, die Gitterstrukturen der Gaspolster 46, zur mechanischen Entkopplung der Stellglieder 18 über die Dämpfungs-Flüssigkeit 45,zu haltern.

Statt der zusätzlichen Dämpfungsmassen in Form der einzelnen Hocker 53 oder umlaufenden Wülste 52 an der Platten-Rückseite oder zusätzlich zu diesen Maßnahmen können für die mechanische Entkopplung der ai einander benachbarten Zapfen 33 auftretenden Krafteinleitungen auch Schwächungen des Materials der Platte vorgesehen sein, wie insbesondere in der Platten-Rückseite verlaufende Gräben 54. Auch diese können wieder -entgegen der vereinfachten Darstellung in Fig. 4- ein wabenförmiges Muster nach Maßgabe der geometrischen Verteilung der Zapfen 33 aufweisen.

Im Interesse einer mechanisch -zumal auch im Hinblick auf die lokalen Wechselbeanspruchen- möglichst stabilaiSpiegelplatte 31-bei möglichst geringen von den Stellgliedern 18 zu bewegenden Massen,kann gemäß der Prinzipdarstellung der Fig. 5 auch eine Verbund-Spiegelplatte 31 vorgesehen sein. Bei dieser ist eine als die Spiegelfläche 8 dienende Folie 55 aus Metall, vorzugsweise «Leder aus Kupfer, starr auf der Vorderfläche 56 einer Träger-Platte 31 mit rückwärtig ausgebildeten Zapfen 33 befestigt.

Diese ist aus faserverstärktem Strukturwerkstoff erstellt, wobei der günstigeren Wärmeableiteigenschaften wegen als Verstärkungsmaterialien Metall-fasern oder Kohlefasern günstiger sind als Glas-f.asern. Durch kegelförmige Orientierungen 57 und ringförmige Orientierungen 58 der Fasern, insbesondere im Wurzelbereich 50 des Überganges vom Zapfen 33 zur Platte 31 j läßt sich die geometrische Charakteristik der Krafteinleitung und damit die Verformung der Spiegelfläche 8

nach Maßgabe der Korn- oder Gitterorientierung der Folie beeinflussen und dabei zugleich eine gewisse Entkopplung zu den vom benachbarten Zapfen 33 herrührenden Einflußgrößen realisieren.

Im übrigen kann für diese Entkopplung wieder eine Struktur der Platten-Rückseite 32 entsprechend Fig. 3, also mit Wülsten 52 und Gräben 5^ als Masse-Barrieren zwischen benachbarten Zapfen 33 und zum Rand 51?vorgesehen sein.

Eine noch weitergehende Entkopplung ist dadurch hervorrufbar, daß die Spiegelfläche 8 aus facettenförmig nebeneinander angeordneten Foliai55 besteht, die je einem Zapfen 33 zugeordnet sind. Die dünnen Schlitze zwischen den einzelnen

1~; Folien 55, also die jeweilige Facettengrenze 59_} stört zwar die Normalverteilung des Abklingens einer punktförmigen Ausbeulung im Zentrum vor einem Zapfen 33, wirkt andererseits aber insbesondere als Barriere gegen Verformungsbeeinflussungen vom benachbarten Zapfen 33.

Da die Lage dieser Facettengrenzen 59 bezüglich der Anordnung der Zapfen 33 fest vorgegeben ist, kann im übrigen die Amplitudenstörung durch entsprechende Orientierung 57,58 des Verlaufes der Verstärkungs-fasern im Strukturwerkstoff der Spiegelplatte 51 weitgehend kompensiert werden.

BAD ORIGINAL

Claims

Fg/Kr Ansprüche

1. Verformbarer Spiegel (9), insbesondere für die Konipensation von atmosphärischen Störeinflüssen auf die Ausbreitung von Hochenergie-Laserstrahlen, mit einer Anzahl von hinter seiner Spiegelfläche (8) angreifende*·., elektrisch ansteuerbaren Stellgliedern (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (18) gegen die Rückseite (32) einer Spiegelplatte (31) angedrückt und längs Mantelflächen mit dieser verbunden sind.

2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spiegelfläche (8) an der Vorderseite einer dünnen Spiegelplatte(31) ausgebildet ist, die mit rückwärtig 1·" angeformten Zapfen (33) für den koaxialen Anschluß der Stellglieder (18) ausgestattet ist.

3. Spiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Zapfen (33) und das dagegen abgestützte Stellglied (18) von einer Hülse (36) umgeben sind.

4. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch T gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellglied (18) und der Spiegelplatte (31) ein geometrisch angepaßtes Koppelstück (35) eingespannt ist

5. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet,

daß in einen Hohlraum (47) in der Spiegelplatten-Rückseite (32) und/oder in einen rückwärtig an die Platte (31) angeformten Zapfen (33) ein Koppelstück (35) koaxial eingreift, das mit seiner Druckübertragungs-Spitze (48) hinter der Spiegelfläche (8) abgestützt ist.

6. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß für die Mantelflächen-Verbindung ein dünner Ring-Spalt (49) vorgesehen ist, der mit Klebematerial gefüllt ist und der zur Spiegelplatte (31) hin eine geringere V/ei te aufweist, als zum Stellglied (18) hin.

7. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spiegelfläche (8) auf der Vorderseite einer metallischen Platte (31) oder Folie (55) ausgebildet ist, die korngrenzen-frei als Einkristall gezogen ist.

8. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß in einer einkristallin gezogenen metallenen Platte (31) mit rückwärtig aufgewachsenen Zapfen (33) unter und in den Zapfen (33) ein Legierungsmaterial eingeschmolzen ist.

9. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Verbund-Platte (31) aus faserverstärktem. Strukturwerkstoff mit auf seiner Vorderfläche (56) befestigter metallener Folie (55) als der Spiegelfläche (8) vorgesehen ist.

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10. Spiegel nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß seine Spiegelfläche (S, aus gegeneinander abgegrenzten einzelnen Folier. (55), die je einem rückwärtig ausgebildeten Zapf er. (33) zugeordnet sind, segmentiert ist.

11. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wurzelbereich (50) des Überganges der Spiegelplatten-Rückseite (32) zu einem rückwärtig angeforrrter_;. Zapfen (33) durch seine Geometrie und/oder durch die Orientierung (57, 58) von Verstärkungs-fasern in einem Verbundplatten-Strukturwerkstoff für Kompensation der Anisotropie der mechanischen Eigenschaften der "'■"■■ Spiegelplatte (31) in der und hinter der Spiegelfläche (8) ausgestaltet ist.

12. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

?^>Λ daß auf der Platten-Rückseite (32) am Rand (51) und/oder zwischen einander benachbarten, rückwärtig an die Platte (31) angeformten Zapfen (33) Entkopplungsbarrieren in Form von Materialverstärkungen und/oder Materialschwächungen (Wülste 52, Hocker 53; Gräben 54) ausgebildet sind. ·

13. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß jeweils ein Modulations-Stellglied (18m) und ein Korrektur-Stellglied (18k) in Serie hinter der Spiegelfläche (8) angeordnet sind.

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14. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegelfläche (S) gegenüber mit jedem Stellglied (18) in Serie ein Justagemittel (38) vorgesehen ist, das in einem Stellglied-Widerlager (19) gehaltert ist.

15. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum hinter der Spiegelplatte (31) mit einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit (45) relativ hoher Viskosität und guten Wärmeleitvermögens gefüllt ist.

16. Spiegel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Spiegelplatte (31) zwischen den Stellgliedern (18) Gaspolster (46) angeordnet sind.