거울면도금

요약 광학유리 표면의 반사를 좋게 하기 위하여 금속막을 도금하는 것으로 19세기 중엽에는 화학적으로 도금조작이 용이한 은이 사용되었으나 은은 가시영역에서는 반사율이 좋지만 자외선영역에 가까워지면 반사가 저하되거나 산화 등으로 흐려지기 쉬우므로 오늘날은 알루미늄이 사용된다.

초기 반사망원경의 거울 재료로는 금속거울 메탈(speculum metal)이라고 하는 구리와 주석의 비율이 3:1인 합금이 사용되었다. 오늘날은 열팽창계수가 작은 유리를 연마하여 그 표면에 반사율이 좋은 금속을 도금한다.

19세기 중엽에는 화학적으로 도금조작이 용이한 은이 사용되었다. 은은 가시영역에서는 반사율이 좋지만 자외선영역에 가까워지면 반사가 저하되거나 산화 등으로 흐려지기 쉬우므로 오늘날은 알루미늄이 사용된다.

알루미늄의 경우는 화학도금이 아니고 진공증착법(眞空蒸着法)에 의한다. 알루미늄은 넓은 파장에 걸쳐서 반사율이 높고, 산화하여 알루마이트(산화알루미늄)가 되면 반사율이 안정되므로 거울면으로 수명이 길다. 연마면(硏磨面)을 깨끗이 닦은 거울판을 진공 탱크 속에 넣은 다음 펌프로 탱크 속의 공기를 뽑아내고, 거울면과 맞대는 위치에 배치한 텅스텐 전극으로 순도가 높은 알루미늄을 증발시킨다. 공기 속에서 알루미늄 원자는 전극으로부터 튀어나와 거울면에 도착하기 전에 도중에서 산소원자와 결합하므로 거울면에 붙지 않지만, 탱크 속을 진공으로 하면 도중에 방해를 받지 않고 거울면에 부착될 수 있다. 따라서 증착시의 진공도는 탱크 속에 있는 분자의 평균자유행로의 길이가 전극과 거울면 사이에 있는 거리의 길이와 같게 한다.

알루미늄 진공증착법은 1943년 캐나다 빅토리아 천문대에서 390mm(전리 칼슘의 H선, K선 근방)의 분광관측을 위하여 구경 213cm의 진공 탱크를 사용한 것이 처음이다. 오늘날 대망원경의 돔 안에 반드시 증착용 진공 탱크가 설치되어 있다. 증착용 진공 탱크에 거울면을 수평으로 놓고 위에 전극을 설치하는 방식(팔로마산 천문대의 508cm 등), 거울면을 수직으로 놓고 전극을 이것에 맞대어 놓는 방식(리크 천문대의 304cm 등)이 있다. 전자는 거울면의 지지는 안정되지만 전극이나 녹은 알루미늄이 거울면에 떨어질 위험이 있으며, 후자는 증착할 때 거울면의 지지가 불안정하다.

오늘날은 금속막의 보호막으로 알루미늄 증착막 위에 산화규소를 증착하는 방식이 널리 행해진다. 그러나 반사면의 정밀도가 나빠지는 점, 반사면이 열화(劣化)한 경우에 낡은 막을 벗기기 어렵다는 점 때문에 주거울면에는 시도되지 않고 있다.