光學(xué)平臺(tái)選購(gòu)指南

實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行精密實(shí)驗(yàn)或測(cè)量時(shí)，環(huán)境振動(dòng)源的影響很容易成為一個(gè)問(wèn)題。一些實(shí)驗(yàn)可能由于輕微振動(dòng)的影響而無(wú)法進(jìn)行。例如，許多激光應(yīng)用需要幾微米的光束腰；如果光斑的位置對(duì)系統(tǒng)性能十分關(guān)鍵，那么幾微米振幅的振動(dòng)也會(huì)造成實(shí)驗(yàn)的失敗。由于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為次微米級(jí)，在振動(dòng)存在的情況下，即使是次微米的振幅，也會(huì)造成基于干涉測(cè)量的實(shí)驗(yàn)(包括全息攝影術(shù))無(wú)法進(jìn)行。半導(dǎo)體晶片的光學(xué)/機(jī)械加工或探測(cè)都要求類(lèi)似的穩(wěn)定性。除了外部振動(dòng)源的影響以外，如果實(shí)驗(yàn)用到位移或振動(dòng)部件，也常常需要把這些元件和其他振動(dòng)敏感的部件進(jìn)行隔離。
光學(xué)平臺(tái)就是為了解決這一問(wèn)題產(chǎn)生的，它采用主動(dòng)或被動(dòng)的隔振措施隔離振動(dòng)，提供水平、穩(wěn)定的臺(tái)面。保證實(shí)驗(yàn)或測(cè)量不受振動(dòng)因素。
為了達(dá)到理想的效果，光學(xué)平臺(tái)必須滿(mǎn)足幾個(gè)條件。首先，它必須有一個(gè)剛性臺(tái)面，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地固定實(shí)驗(yàn)儀器。其次，它沒(méi)有固有共振，而且能夠有效地抑制由實(shí)驗(yàn)中電機(jī)或移動(dòng)部分產(chǎn)生的任何振動(dòng)，并能夠隔離環(huán)境振動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的影響。
在上述思路下，產(chǎn)生了多種多樣的光學(xué)平臺(tái)和光學(xué)面包板的設(shè)計(jì)?？傮w上，光學(xué)平臺(tái)都有一個(gè)剛性平坦而又不過(guò)重的上表面，然后采用空氣彈簧來(lái)防止周邊環(huán)境振動(dòng)的干擾。以前，臺(tái)面往往是由花崗巖、水泥、木、鋼及其他各種復(fù)合材料構(gòu)成，以便在重量可接受的同時(shí)提高性能。顯然，這些材料各有其優(yōu)缺點(diǎn)?，F(xiàn)在，人們普遍認(rèn)為采用金屬蜂窩結(jié)構(gòu)的蜂窩臺(tái)體是光學(xué)平臺(tái)和光學(xué)面包板結(jié)構(gòu)的*材料。
光學(xué)平臺(tái)的指標(biāo)和檢測(cè)
如何鑒別光學(xué)平臺(tái)的品質(zhì)，選擇適用的光學(xué)平臺(tái)，以下提供了一些通用的指標(biāo)和檢測(cè)方法。
1、檢查外觀(guān)
光學(xué)平臺(tái)外觀(guān)應(yīng)平整美觀(guān)，各部位都應(yīng)無(wú)影響安全的銳角及銳邊，更重要的是檢查孔口倒角是否均勻一致(螺孔旋入后應(yīng)垂直平臺(tái)面)，四邊及其倒角是否平直一致。如果加工精度不好，會(huì)出現(xiàn)孔口倒角大小不一致或臺(tái)面四周倒角不平滑的情況。
2、固有頻率(≤2Hz)
固有頻率也稱(chēng)自然頻率、自振頻率，只有在環(huán)境擾動(dòng)力頻率(f)與光學(xué)平臺(tái)的固有頻率(fo)的比值f/fo>√2時(shí)系統(tǒng)才有隔振作用。所以光學(xué)平臺(tái)的固有頻率越低，隔振效果效果就越好。
該指標(biāo)的檢測(cè)一般采用振動(dòng)頻譜分析儀及便攜式振動(dòng)分析儀來(lái)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，如供應(yīng)商不具備儀器測(cè)量，也可用以下方法：用手用力壓下(或側(cè)推)平臺(tái)，然后迅速松開(kāi)，讓其大幅度上下振動(dòng)(或左右、前后擺動(dòng))起來(lái)，如一秒鐘內(nèi)往復(fù)一次即為1Hz，二次即為2Hz，依此類(lèi)推。須可粗略測(cè)得光學(xué)平臺(tái)的固有頻率。
3、平面度(≤0.05mm/m2)
該指標(biāo)越小即表明臺(tái)面越平整，調(diào)整光路就越容易。一般出廠(chǎng)要求平面度小于0.05mm/m2，檢測(cè)方法一般有：光電自準(zhǔn)直儀法、光學(xué)平面度檢查儀檢測(cè)法、水平儀檢測(cè)法、激光平面度檢測(cè)儀等等。對(duì)安裝在實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)平臺(tái)平面度一般采用光電直準(zhǔn)儀和光學(xué)平直度檢查儀檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算后得出。
4、表面密迪紋理及粗糙度(Ra≤0.8μm)
該指標(biāo)的意義在于保證光學(xué)平臺(tái)有一個(gè)光滑但無(wú)反射的工作表面。良好的表面粗糙度有利對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的保護(hù)，光學(xué)平臺(tái)出廠(chǎng)要求一般在Ra≤0.8μm以下，粗糙度完成可采用對(duì)比樣板目測(cè)和粗糙度儀檢測(cè)，如果是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)可采用粗糙度儀完成。該儀器具有便攜、可直讀數(shù)據(jù)、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
5、重復(fù)定位精度(±0.10mm)
該指標(biāo)意義在于保證光學(xué)平臺(tái)臺(tái)面在動(dòng)態(tài)條件下的水平，以方便使用者高速光路，檢測(cè)方法是將百分表(精度0.02mm)固定在穩(wěn)固的物體上，表頭頂住臺(tái)面，然后在光學(xué)平臺(tái)工作臺(tái)面上反復(fù)加載或卸載，待穩(wěn)定后讀數(shù)在范圍正負(fù)0.10mm以?xún)?nèi)即為合格。
6、工作臺(tái)面的振幅(So≤2μm)
在正常的使用環(huán)境下，為了保證儀器的使用精度，光學(xué)平臺(tái)必須提供盡可能低的振幅。同時(shí)也可通過(guò)臺(tái)面和地面振幅指標(biāo)的對(duì)比，反映系統(tǒng)的隔振性能。如平臺(tái)振幅小于地面振幅，則平臺(tái)是隔振的，反之則是不隔振或振動(dòng)放大的。振幅指標(biāo)的檢測(cè)，類(lèi)同固有頻率檢測(cè)。
選購(gòu)光學(xué)平臺(tái)的幾個(gè)注意事項(xiàng)
1、隨著眾多研究機(jī)構(gòu)對(duì)光學(xué)平臺(tái)質(zhì)量要求的不斷提高和廠(chǎng)商對(duì)產(chǎn)品的不斷完善，目前所研制出來(lái)的光學(xué)平臺(tái)款型繁多，質(zhì)量也參差不齊，所以在購(gòu)買(mǎi)光學(xué)平臺(tái)前，首先要對(duì)企業(yè)做一定的了解。其次是光學(xué)平臺(tái)的材料、加工精度、隔振效果、產(chǎn)品整體的合理性，平臺(tái)表面是否精細(xì)、表面處理的工藝性等。
2、不能過(guò)于看重產(chǎn)品一兩項(xiàng)參數(shù)，應(yīng)該對(duì)光學(xué)平臺(tái)的整體進(jìn)行了解，并進(jìn)行一定檢驗(yàn)。例如光學(xué)平臺(tái)中的重要參數(shù)如平面度、平臺(tái)不平度、固有頻率、振幅、工作壓力和zui大負(fù)載等參數(shù)都要有個(gè)詳細(xì)的了解并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。這樣才可以根據(jù)一些重要參數(shù)來(lái)選擇自己想要購(gòu)買(mǎi)的光學(xué)平臺(tái)。
3、在購(gòu)買(mǎi)光學(xué)平臺(tái)的時(shí)候，要多對(duì)比價(jià)格，做到“心中有數(shù)"。需對(duì)照各企業(yè)產(chǎn)品把握一個(gè)尺度，并不是越便宜越好，需選擇一款符合需求，性?xún)r(jià)比高的光學(xué)平臺(tái)才是關(guān)鍵。