光学工作台 Optical tables

2022-11-03 13:43:47 浏览:279

定义

用于构建具有抑制振动功能的光学设备的平台。

光学工作台是用于构建光学原型设备的扁平平台,主要在实验室中。 它们通常有一个矩形顶板,其中包含一个规则的螺纹安装孔网格,用于固定各种类型的光学安装座或柱子。 在这方面,它们类似于光学面包板,但它们比那些大得多。 此外,光学工作台通常放在四个或更多隔振支撑腿上,高度高于地板,方便工人使用。 此外,它的主体通常比面包板厚得多,并提供了改进的振动阻尼。

技术细节

顶板

包含螺纹的顶板形成平坦而坚硬的工作表面。 它通常由不锈钢组成,不锈钢是铁磁性的,因此也适用于磁性夹具;铝是另一种可能的选择。 在光学的早期,也使用了花岗岩和辉绿岩等其他材料,但金属基光学工作台在刚度和阻尼方面更好。

工作台应表现出高度的平整度,即使在很大的机械载荷下也能保持平整度。 这是通过使用刚性顶板与合适的主体相结合来实现的(见下文)。 通过使用具有高声速的致密板材料,可以获得高共振频率,因此至少常见的低频振动(低于100 Hz)不能激发共振。 另请注意,可以更有效地抑制更高频率的共振。

提供带有公制或英制螺纹网格间距的表格;常见的间距是 1 英寸(≈25.4 毫米,英制单位)和 25 毫米(公制)或这些值的一半。 标准螺纹为 M6 和 1/4“-20;后者意味着根据美国统一螺纹标准 (UTS) 的 1/4 英寸大直径和每英寸 20 条螺纹。 使用合适的螺钉,可以用螺栓固定各种柱子和其他物体。

可提供尺寸相当大的光学工作台,例如长度为几米。 由于尺寸和重量的原因,运输到实验室可能是一个挑战。 从这个角度来看,除了更灵活之外,组合较小的表格可能更方便。 可以机械地连接不同的表,以便人们基本上可以像使用单个较大的表一样使用它们。

安装孔通常密封在底部,以便可以回收落入孔中的小零件。

在特殊情况下,使用热膨胀系数大大降低的殷钢顶板。 如果工作台暴露在大量热源中,并且只应表现出最少量的热诱导弯曲,这可能会有所帮助。

主体

桌子主体的基本功能是提供高机械稳定性,其高度通常约为 20 至 30 厘米(有时甚至更高),即使在桌子承受大量负载时也能提供高机械稳定性。 它通常包含一个蜂窝格子,通常由钢制成,可以高度稳定而不会太重。

光学工作台还应表现出良好的阻尼机械共振——理想情况下,对各种共振具有临界阻尼。 为此,可以使用额外的能量吸收材料(例如聚合物泡沫或橡胶)作为宽带阻尼器。 此外,桌子可以包含调谐的质量阻尼器;这种装置包含一个可移动的质量,用弹簧和阻尼器固定。 该子系统的共振频率被调谐为主表共振,从而可以有效地抑制相应的振动模式。 例如,这有助于限制桌子上的实验引起的振动的影响。

对于特别高的减振性能,有主动阻尼系统。 它们包含用于检测工作台共振频率振动的传感器,以及用于抵抗这些振动的执行器。 通过主动和调谐被动阻尼(称为混合阻尼)的组合实现最佳性能。

支撑腿

为了进行有效的振动控制,光学工作台还应配备合适的隔离支撑腿。 通常使用包含气动隔离器的大型浮动支腿,其中振动能量主要在两个储气罐之间的小孔中消散。 工作台高度的任何变化都需要空气从一个储液罐流向另一个储液罐,这会导致能量耗散。

与这些腿一起,桌子有效地成为一个机械低通滤波器:虽然地板的缓慢(低频)位置变化将完全传递到桌子的主体,但振动(例如由步行人员)在很大程度上不会传递,从而为光学设置创造了低机械噪声环境。

上面提到的气动阻尼机构通常对垂直振动非常有效,但通常对水平振动无效;有一些改进的系统也提供相对有效的水平阻尼,例如带有摆锤机构。

虽然振动控制的支撑腿可以非常有效地抑制来自地板的机械噪音(充当隔振器,但它们无助于防止桌子本身产生的机械噪音,例如电动光学器件、冷却风扇和激光冷却水泵。 但是,如上所述,表格正文中也提供了一些阻尼。

当然,最好以机械方式将任何振动物体与工作台隔离开来,例如将它们分别安装在桌子上方或下方,或者至少在它们和桌子之间提供一些阻尼材料。

防尘

为了保持工作空间非常干净,可以在桌子上方安装层流箱。 它们产生温和的层流清洁空气向到工作台,大大减少了光学元件的灰尘污染。 为了进一步增强保护,可以在侧面使用柔性防护罩,以减少来自侧面的未经过滤的空气造成的任何污染。

光学工作台的应用

光学工作台非常适合制造原型设备,例如在激光实验室中,因为它易于稳定地安装各种组件,还可以根据需要移动或移除它们。 人们可以直接将光学支架固定在这样的桌子上,但经常在它们之间使用一个柱子,这也在高度方面提供了一些灵活性。 但请注意,较高的职位通常会导致机械稳定性降低。

一旦开发出光学装置的最终设计,人们通常会以不同的方式安装它,例如在激光外壳的定制底板上。

可能的替代方案:光学试验板

在某些情况下,使用一个或多个光学试验板来构建原型设备就足够了。 该解决方案的优点是更便宜,也更便携。 但是,这仅适用于尺寸更有限的设置。 此外,可能难以提供相同水平的振动控制和稳定性。 特别是对于激光器,甚至对于干涉仪,这些方面可能至关重要。

光学器件

作          者: 泮桥成像光电商城

出          处: https://www.ipanqiao.com/entry/1767

版          权:本文版权归泮桥成像光电商城所有

免责声明:本文中使用的部分文字内容与图片来自于网络,如有侵权,请联系作者进行删除。

转          载:欢迎转载,但必须保留上述声明;必须在文章中给出原文链接;否则必究法律责任。

Copyright © 2019-2022 南京超维景生物科技有限公司 版权所有 www.ipanqiao.com苏ICP备20009590号-1
联系我们
立即做合同
微信客服
电话咨询

400-998-9826

17302548620

快速留言

泮桥成像光电商城专业人员会在24小时之内联系您

关闭 提交