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Optische Spiegel wurden entwickelt, um Licht für eine Vielzahl von Anwendungen zu reflektieren, einschließlich Strahllenkung, Interferometrie, Bildgebung oder Beleuchtung. Optische Spiegel werden in einer Vielzahl von Branchen wie Biowissenschaften, Astronomie, Messtechnik, Halbleiter oder Solar eingesetzt.
Hyperion Optics bietet eine Reihe von Laser-, Flach-, Metallsubstrat-, Fokussier- oder speziellen optischen Spiegeln in einer Vielzahl von reflektierenden Beschichtungsoptionen an, darunter geschütztes Aluminium, verbessertes Aluminium, geschütztes Silber, geschütztes Gold oder Dielektrikum. Die Auswahl der richtigen reflektierenden Beschichtungsoption stellt ein hohes Reflexionsvermögen der erforderlichen Wellenlänge oder des erforderlichen Wellenlängenbereichs sicher. Für Laseranwendungen entwickelte optische Spiegel sind für die gegebene Laserwellenlänge optimiert. Darüber hinaus weisen optische Spiegel, die für Laser entwickelt wurden, Zerstörschwellen auf, die für den vorgesehenen Laser geeignet sind. Optische Spiegel mit Metallsubstrat sind ideal für Anwendungen, die einen konstanten Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem optischen Spiegel und der Halterung erfordern. Optische Spiegel mit konkaver Oberfläche sind ideal für Lichtfokussierungsanwendungen.
Optische Spiegel haben eine glatte, hochglanzpolierte, ebene oder gekrümmte Oberfläche zum Reflektieren von Licht. Normalerweise ist die reflektierende Oberfläche eine dünne Beschichtung aus Silber oder Aluminium auf Glas. Zu den Produktspezifikationen für optische Spiegel gehören Durchmesser, Krümmungsradius, Dicke, Brennweite und Oberflächenqualität. Der Durchmesser oder die Höhe eines optischen Spiegels wird direkt gemessen. Wenn die Krümmung des optischen Spiegels in eine Kugel extrapoliert wurde, dann ist der Radius dieser Kugel der Krümmungsradius des Spiegels. Es gibt zwei Dickenmessungen für optische Spiegel: Mittendicke und Randdicke. Zu den Maßeinheiten gehören Zoll, Fuß und Yard; Nanometer, Zentimeter und Millimeter sowie Meilen und Kilometer. Bei optischen Spiegeln ist die Brennweite der Abstand vom Spiegel, in dem Licht konvergiert. Die Oberflächenqualität beschreibt Dellen und Kratzer. Ein Dig ist ein in Länge und Breite nahezu gleicher Defekt auf einer polierten optischen Oberfläche. Ein Kratzer ist ein Defekt, dessen Länge ein Vielfaches seiner Breite beträgt.
Optische Spiegel werden aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt, von denen jedes die Reflexionseigenschaften des Spiegels beeinflusst. Zu den Materialien gehören Borosilikatglas, Kupfer, Quarzglas, Nickel und optisches Kronglas. Borosilikatglas wird auch als BK7 und Boro-Kronglas bezeichnet. Kupfer wird wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit in Hochleistungsanwendungen verwendet. Quarzglas hat einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eignet sich für die Verwendung mit mäßig leistungsstarken Lasern oder wechselnden Umgebungsbedingungen. Optische Spiegel für Ultraviolett (UV) sind ebenfalls allgemein erhältlich. Nickel wird in Anwendungen verwendet, die Beständigkeit gegen thermische und physikalische Schäden erfordern. Proprietäre Materialien für optische Spiegel umfassen Pyrex (Corning Inc.) und Zerodur (Schott Glaswerke).
Optische Spiegel werden manchmal beschichtet, um ihr Reflexionsvermögen zu verbessern. Zur Auswahl stehen blankes, verbessertes und geschütztes Aluminium; Silber, blankes Gold und geschütztes Gold; und Beschichtungen aus Rhodium und dielektrischen Materialien. Verbesserte Aluminiumbeschichtungen werden verwendet, um das Reflexionsvermögen in den sichtbaren und ultravioletten Bereichen zu verbessern. Geschützte Aluminiumbeschichtungen bieten Abriebfestigkeit und schützen gleichzeitig die Oberfläche des Aluminiums, ein ausgezeichneter Reflektor im oberen UV-, sichtbaren und nahen Infrarotbereich (IR). Optische Spiegel mit blanken Gold- und geschützten Goldbeschichtungen werden im Nah-IR- bis Fern-IR-Bereich verwendet. Silberbeschichtungen bieten ein besseres Reflexionsvermögen als Aluminium; Die Tendenz von Silber, zu oxidieren und anzulaufen, erfordert jedoch eine gründliche Abdichtung von der Atmosphäre. Rhodiumbeschichtungen haben ein Reflexionsvermögen von etwa 80 % des sichtbaren Spektrums.
Spiegel ist ein optisches Element, das das Reflexionsgesetz nutzt. Früher wurde bei der Herstellung des Spiegels das Glas oft mit Silber beschichtet. Der Standardprozess ist: Nach dem Vakuumbedampfen von Aluminium auf einem hochglanzpolierten Substrat wird es anschließend mit einem Siliziumoxid oder Magnesiumfluorid beschichtet. Da das Reflexionsgesetz unabhängig von der Lichtfrequenz ist, haben solche Komponenten einen breiten Bereich von Arbeitsbändern und können die ultravioletten und infraroten Bereiche des sichtbaren Spektrums erreichen, so dass ihre Anwendung immer umfangreicher wird.
Ob die Spiegelwirkung gut ist, hängt von der Wellenlänge des einfallenden Lichts (also der Lichtquelle) und der Oberflächenbeschaffenheit der Beschichtung ab. Die Ausgangsleistung des Lasers kann vervielfacht werden, wenn er mit einem Reflektor mit hohem Reflexionsverhältnis verwendet wird. Es wird vom ersten Reflektor reflektiert, und das Reflexionsbild wird nicht ohne Doppelschatten verzerrt. Wenn wir einen normalen Spiegel verwenden, hat er nicht nur ein geringes Reflexionsvermögen, sondern auch keine Wellenlängenselektivität und kann einen doppelten Schatten erzeugen. Mit dem Beschichtungsmembranspiegel ist das erhaltene Bild jedoch nicht nur sehr hell, sondern auch präzise und genau, mit klarerer Bildqualität und realistischeren Farben.
Der Spiegel ist in drei Formen unterteilt: Planspiegel, Kugelspiegel und asphärischer Spiegel. Es kann auch nach dem Reflexionsgrad in vollständige Reflektoren und halbdurchlässige Spiegel unterteilt werden. Der optische Spiegel wurde entwickelt, um Licht in einer Vielzahl von Anwendungen zu reflektieren, einschließlich Strahlablenkung, Interferometrie, Bildgebung oder Beleuchtung.
Planspiegel bestehen in der Regel aus versilbertem oder alubeschichtetem Flachglas. Ein ebener Spiegel ist ein virtuelles Abbild eines virtuellen Objekts. Es ist das einzige optische Element, das das einzelne Herz des Strahls nicht beschädigt und ein perfektes Bild erzeugen kann.
Die Reflexionsfläche eines sphärischen Spiegels ist eine Kugel. Befindet sich der Mittelpunkt der Kugel auf der beleuchteten Fläche, spricht man von einem Hohlspiegel. Befindet sich der Mittelpunkt der Kugel auf der anderen Seite der beleuchteten Fläche, spricht man von einem konvexen Spiegel. Der Hohlspiegel ist ein konvergenter Spiegel. Der parallele Strahl wird reflektiert und konvergiert an einem Punkt, der der eigentliche Fokus ist. Die Lichtquelle wird in die Fokusposition gebracht und der Strahl wird in einen parallelen Strahl zurückreflektiert. Der konvexe Spiegel ist ein divergenter Spiegel, und der parallele Strahl wird von ihm reflektiert, um ein divergenter Strahl zu sein, und die Rückwärtsverlängerung des reflektierten Strahls wird zu einem Punkt geliefert, der der virtuelle Brennpunkt ist. Der Beobachtungsspiegel auf beiden Seiten des Fahrerhauses ist ein konvexer Spiegel, und Objekte in der Ferne bilden ein schrumpfendes Bild in der Nähe des virtuellen Fokus.
Asphärische Spiegel können in Parabolspiegel, Hyperboloidspiegel, elliptische Spiegel, konische Oberflächen und zylindrische Spiegel eingeteilt werden. Der Strahl einer parallelen Lichtachse wird in einem Parabolspiegel reflektiert und im Brennpunkt des Paraboloids gebündelt. Und im Spiegelteleskop kann man damit den fernen Stern im Brennpunkt abbilden. Stattdessen wird ein vom Fokus ausgesandter Lichtstrahl von einem Parabolspiegel reflektiert und bildet dann einen parallelen Strahl für den Suchscheinwerfer. Hyperboloide und elliptische Spiegel werden häufig in speziellen optischen Systemen verwendet, um den Aufbau zu vereinfachen und die Bildqualität zu verbessern.
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