ОПТИЧЕСКИЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СТОЛЫ И ПЛИТЫ
Что такое оптические столы?
Оптические столы — это плоские платформы для создания прототипов оптических устройств, в основном в лабораториях. Обычно они имеют прямоугольную верхнюю пластину с регулярной сеткой резьбовых монтажных отверстий для крепления различных типов оптических креплений или стоек. В этом отношении они похожи на оптические макетные платы, но значительно больше по размеру. Кроме того, оптический стол обычно опирается на четыре или более виброизолирующих опорных ножки на высоте над полом, что удобно для рабочих. Также его корпус, как правило, намного толще, чем у макетной платы, и обеспечивает улучшенное гашение вибраций.
Технические характеристики
Верхняя пластина
Верхняя пластина, содержащая резьбу, образует плоскую и жесткую рабочую поверхность. Обычно она состоит из нержавеющей стали, которая является ферромагнитной и, следовательно, подходит также для магнитных зажимов; алюминий — еще один возможный вариант. На заре оптики использовались и другие материалы, такие как гранит и диабаз, но оптические столы на основе металла лучше с точки зрения жесткости и гашения вибраций.
Стол должен обладать высокой степенью плоскостности и сохранять её даже при значительных механических нагрузках. Это достигается за счёт использования жёсткой верхней пластины в сочетании с подходящим корпусом (см. ниже). Использование плотного материала пластины с высокой скоростью звука позволяет получить высокие резонансные частоты, так что, по крайней мере, обычные низкочастотные колебания (ниже 100 Гц) не могут вызывать резонансы. Следует также отметить, что высокочастотные резонансы могут быть более эффективно подавлены.
Доступны столы с метрическим или дюймовым шагом резьбы; распространённые значения составляют один дюйм (≈25,4 мм, дюймовые единицы) и 25 мм (метрические) или половину этих значений. Стандартная резьба — M6 и 1/4"-20; последняя означает основной диаметр 1/4 дюйма и 20 витков на дюйм в соответствии с американским унифицированным стандартом резьбы (UTS). С помощью подходящих винтов можно закрепить широкий спектр стоек и других объектов.
Доступны оптические столы довольно больших размеров, например, длиной в несколько метров. Из-за размеров и значительного веса транспортировка в лабораторию может представлять собой проблему. С этой точки зрения, комбинация столов меньшего размера может быть более удобной, помимо большей гибкости. Возможно механическое соединение различных столов, так что их можно использовать, по сути, как один большой стол.
Монтажные отверстия часто герметизированы снизу, чтобы можно было извлекать мелкие детали, упавшие в отверстия.
В особых случаях используется верхняя пластина из инваровой стали со значительно пониженным коэффициентом теплового расширения. Это может быть полезно, если стол подвергается воздействию значительных источников тепла и при этом должен демонстрировать лишь минимальное количество изгиба, вызванного нагревом.
Корпус
Основная функция корпуса стола, который обычно имеет высоту Высота стола составляет около 20-30 сантиметров (иногда даже больше), что обеспечивает высокую механическую устойчивость даже при значительных нагрузках. Обычно он имеет сотовую решетку, часто изготовленную из стали, которая может быть очень устойчивой, не будучи при этом слишком тяжелой.
Оптический стол также должен обладать хорошо затухающими механическими резонансами — в идеале, с критическим демпфированием для широкого диапазона резонансов. Для этой цели в качестве широкополосных демпферов могут использоваться дополнительные материалы, поглощающие энергию (например, полимерные пены или резина). Кроме того, стол может содержать настроенные демпферы массы; такое устройство содержит подвижную массу, закрепленную пружиной и демпфером. Резонансная частота этой подсистемы настраивается на основной резонанс стола, так что она может эффективно подавлять соответствующий режим вибрации. Это помогает ограничить воздействие вибраций, вызванных, например, экспериментами на столе.
Для особенно высокой эффективности демпфирования вибраций существуют активные системы демпфирования. Они содержат датчики для обнаружения вибраций на резонансных частотах стола и исполнительные механизмы для противодействия этим вибрациям. Наилучшие результаты достигаются при сочетании активных и настроенное пассивное демпфирование, называемое гибридным демпфированием.
Опорные ножки
Для эффективного контроля вибрации оптический стол должен быть также оснащен соответствующими изолирующими опорными ножками. Обычно используются большие плавающие ножки, содержащие пневматические изоляторы, где энергия вибрации рассеивается в основном через небольшое отверстие между двумя воздушными резервуарами. Любое изменение высоты стола требует потока воздуха из одного резервуара в другой, что приводит к рассеиванию энергии.
Вместе с этими ножками стол фактически становится механическим фильтром нижних частот: в то время как медленные (низкочастотные) изменения положения пола полностью передаются на корпус стола, вибрации (например, от ходьбы персонала) в значительной степени не передаются, создавая среду с низким уровнем механического шума для оптической установки.
Вышеупомянутый пневматический механизм демпфирования обычно достаточно эффективен против вертикальных вибраций, но часто неэффективен против горизонтальных; существуют усовершенствованные системы, которые также обеспечивают относительное демпфирование.
