Spiegels opdampen

Sterrenwacht Almere beschikt over een opdampinstallatie om (zelf geslepen) spiegels van een reflecterende laag te voorzien.  In de opdampklok passen  spiegels tot 40cm diameter. Naast een aluminiumlaag worden de spiegels ook van een kwartslaag voorzien (SiO2) voor extra bescherming tegen weersinvloeden en krassen.

Het proces van voorbereiden en opdampen wordt hieronder beschreven.

 

Een pas opgedampte spiegel op zijn kop hangend in de geopende klok

Voorbereiden

Voordat de spiegel in de klok gaat moet deze stof- en vetvrij zijn. Als er nog een oude aluminium laag op de spiegel zit moet deze verwijderd worden met "green river" een vloeistof die het aluminium oplost, een eventuele oude kwarts laag gaat hiermee ook weg.

Daarna moet de spiegel ontvet worden met alcohol en wordt deze zorgvuldig gepoetst met een waterige oplossing van cerium-oxide

 

Voordat de spiegel in de klok kan moet deze vetvrij en stofvrij zijn

Monteren

De schone spiegel wordt op zijn kop, dus met de spiegelende kant naar beneden, bovenin de opdampklok gehangen, aan drie armpjes. Deze hele constructie kan draaien zodat tijdens het opdampen een egale laag wordt aangebracht. Met een blaasbalgje worden de laatste stofjes verwijderd.

Plasma reinigen

In deze stap wordt de klok vacuüm gezogen, eerst met een "schottenpomp" en als de druk voldoende laag is neemt de "olie-diffusiepomp" het over. Voordat hoog vacuüm bereikt wordt, worden met een elektrode de nog aanwezige luchtmoleculen gebruikt om de spiegel nogmaals schoon te maken.

 

Een kijkje in de klok tijdens het plasma reinigen, de elektrode onder hoge spanning laat de nog aanwezige luchtmoleculen paars oplichten. Deze hoog energetische deeltjes botsen op de spiegel en verwijderen nog aanwezig vuil.

Aluminium opdampen

Is een druk van 0,00001 bar bereikt wordt er stroom geleid door een wolfram schuitje met daarin zuiver aluminium. Het aluminium verdampt en slaat neer op de binnenzijde van de klok en op de spiegel. Met een laagdikte meter wordt dit proces in de gaten gehouden.

Silicium opdampen

Als de aluminium laag dik genoeg is wordt de stroom door een ander schuitje geleid waarin silicium kristallen zitten, ook deze verdampen en dit slaat neer op de spiegel. Tijdens deze stap wordt een klein beetje lucht in de klok gelaten zodat het silicium met zuurstof kan reageren tot SiO2  (kwarts). De dikte van deze laag is te controleren met de laagdiktemeter en een polarisatiefilter; de kleur van de spiegel verandert afhankelijk van de laag. Bij de juiste laagdikte wordt het proces gestopt en wordt de klok langzaam weer naar de omgevingsdruk gebracht. 

 

Het schuitje voor het opdampen van aluminium onderin de klok

De klok waarin spiegels met een diameter tot 40cm kunnen worden behandeld

Overzicht van de complete installatie. Helemaal links het bedieningspaneel, onder de ruimte met de pompen en de trafo's, bovenop de klok en de laagdiktemeter.

De laagdiktemeter, met behulp van een trillend kristal in de klok wordt de laagdikte bepaald: doordat er ook aluminium en silicium neerslaat op het kristal verandert de massa en daarmee de trillingsfrequentie. Dit wordt omgerekend naar een laagdikte.

Het bedieningspaneel van de opdampinstallatie, ruim veertig jaar oud...

Een spiegel, klaar voor een reflecterende laag.