Оптические столы и плиты

В оптических системах, особенно связанных с интерферометрией, юстировка каждого компонента должна быть предельно точной - вплоть до долей длины волны (как правило, несколько сотен нанометров). Даже небольшие колебания или деформации в столе, на котором расположены элементы, могут привести к провалу эксперимента. Следовательно, требуется чрезвычайно жесткий стол, который ни движется и ни прогибается даже при изменении нагрузки или вибрации. Поверхность стола также должна быть достаточно плоской, чтобы обеспечивать точность установки оптических держателей и их хороший контакт со столом без раскачивания, а также для облегчения сборки оптической системы.

В оптических системах, особенно связанных с интерферометрией, юстировка каждого компонента должна быть предельно точной - вплоть до долей длины волны (как правило, несколько сотен нанометров). Даже небольшие колебания или деформации в столе, на котором расположены элементы, могут привести к провалу эксперимента. Следовательно, требуется чрезвычайно жесткий стол, который ни движется и ни прогибается даже при изменении нагрузки или вибрации. Поверхность стола также должна быть достаточно плоской, чтобы обеспечивать точность установки оптических держателей и их хороший контакт со столом без раскачивания, а также для облегчения сборки оптической системы.

Оптические столы

Zolix vibro.JPGОптический стол представляет собой платформу управления вибрацией, которая используется для поддержки систем, используемых в лазерной оптике и соответствующих научных экспериментах, проектированиях и промышленности. Производство этих столов отличается большой точностью, поэтому они имеют высокие стандарты и минимальным отклонением параметров, что позволяет гарантировать точную юстировку оптических элементов, которая стабильна в течение долгого времени. Многие оптические системы очень чувствительны к вибрации оптических элементов. В результате, оптические столы, как правило, очень тяжелые и имеют встроенную виброизоляцию и демпфирующие особенности структуры. Часто используются пневматические амортизаторы, которые действуют как механические фильтры низких частот, уменьшая способность колебаний пола вызвать колебания стола.

Поверхность оптического стола, как правило, изготавливается из нержавеющей стали с прямоугольной сеткой резьбовых отверстий в метрических или имперских единицах:

  • Метрические единицы: M6 на 25 мм сетке
  • Имперские единицы: ¼-20 "UNC на 1" (25,4 мм) сетке 

Оптические плиты, скамьи, и рельсы - более простые структуры, которые выполняют аналогичную функцию оптических столов. Они используются в обучении, в исследованиях и разработках, а также иногда используются для создания отъюстированных оптических систем в готовых устройствах.

Материалы и изготовление

Ранее оптические столешницы делались из большой плиты полированного гранита или диабаза. Эти материалы очень плотные и жесткие, и подавляют деформацию и движение поверхности, улучшая стабильность оптической системы. Поверхности могут быть созданы очень плоскими, что является важным для юстировки оптических систем. Такие столы были очень тяжелыми и дорогими, однако, не могли хорошо подавлять вибрации. Крепление компонентов к поверхности гранита также представляет собой трудновыполнимую задачу. Гранит и диабаз до сих пор используются для небольших высокоточных плоских поверхностей, но оптические столы, изготовленные из этих материалов, редко встречаются сегодня.

Современные оптические столы, как правило, сделаны из двух листов стали, алюминия или углеродного волокна, разделенных толстой структурой гексагональных решеток. Поверхность обычно имеет сетку из резьбовых отверстий, которые позволяют закреплять компоненты, для создания оптической системы. Компоненты также могут быть закреплены на стальной поверхности с помощью магнитных оснований. Часто, ножки стола имеют пневматические виброизоляторы. Для еще более точной работы, можно также предотвращать движение воздуха и перепады температуры, заключая поверхность в коробке из прозрачного пластика, такого как плексиглас. Можно также использовать "Ламинар-бокс" - устройство, которое производит ламинарный поток воздуха, направленный сверху вниз, с постоянной температурой с помощью специального устройства кондиционирования воздуха.

Металл, используемый для создания современных оптических столов, имеет более высокую скорость звука, чем гранит и, следовательно, более высокую частоту первой собственной моды. Любая вибрация стола на частоте ниже этой частоты не вызывает резонансную реакцию, в результате чего установка менее чувствительна к вибрации от моторизованных оптических компонентов, насосов водяного охлаждения и т.д. Дополнительное подавление вибраций вносится на стадии создания столов. Как и в случае композитной структуры гранита, сочетание нескольких жестких материалов с разными скоростями звука позволяет создавать оптические столы, для которых широкий диапазон колебаний является затухающим. Вязкие жидкости добавляются между жесткими материалами, что увеличивает подавление вибраций.

Оптические плиты

Альтернативой оптическому столу является оптическая плита. Некоторые оптические системы используют плиты, изготовленные из твердого алюминия для последующей интеграции с более крупной системой с некоторой формой контроля вибрации. Большинство оптических плит изготовлены из листов стали, алюминия или углеродного волокна с сотовой структурой и могут быть размещены на обычном столе или верстаке. Они не так хороши, как оптические столы, но весят меньше, и подходят для небольших оптических систем, которые не требуют чрезвычайно высокого уровня механической стабильности. Малый вес позволяет устанавливать эти столешницы на мягких пневматических рессорах, которые уменьшают вибрации, идущие от пола, хотя это увеличивает вибрации от акустического шума.

Сотовая структура уменьшает изгиб из-за собственного веса плиты, так что она может быть наклонена и силы, приложенные через мягкие пружинные опоры, воздействуют на плиту как на единое целое, без перекоса. Поэтому плиты могут быть использованы в мобильных приложениях, например, в самолетах. Кроме того, можно прикрутить плиту к оптическому столу, создать модуль эксперимента на ней, а затем переставить весь модуль целиком на другой стол без необходимости повторного выравнивания компонентов на плите. Точно так же, возможно создание и юстировка оптических устройств под заказ на плите, которая затем закрывается корпусом и отправляется заказчику.

Компания «Специальные Системы. Фотоника» является поставщиком оптомеханики, трансляторов оптических столов и плит, а также лабораторного оборудования различного назначения от ведущих производителей, таких как Zolix, Eksma Optics и др.

Каталог продукции

Мой заказ