光学平台和光机具

实验室在进行精密实验或测量时，环境振动源的影响不可忽略。一些实验可能由于轻微振动的影响而无法进行。例如，许多激光应用需要几微米的光束腰；如果光斑的位置对系统性能十分关键，那么几微米振幅的振动就会造成实验的失败。由于可见光的波长为次微米级，在振动存在的情况下，即使是次微米的振幅，就会造成基于干涉测量的实验(包括全息摄影术)无法进行。半导体晶片的光学/机械加工或探测都要求类似的稳定性。除了外部振动源的影响以外，如果实验用到位移或振动部件，也常常需要把这些元件和其他振动敏感的部件进行隔离。        光学平台就是为了解决这一问题产生的，它采用主动或被动的隔振措施隔离振动，提供水平、稳定的台面。保证实验或测量不受振动因素影响。        为了达到理想的效果，光学平台必须满足几个条件。首先，它必须有一个刚性台面，能够长期稳定地固定实验仪器。其次，它没有固有共振，而且能够有效地抑制由实验中电机或移动部件产生的振动，并能够隔离环境振动对实验装置的影响。        在上述思路下，产生了多种多样的光学平台和光学面包板的设计。总体上，光学平台都有一个刚性平坦而又不过重的上表面，然后采用空气弹簧来隔离周边环境振动的干扰。以前，光学平台的台面往往是由花岗岩、水泥、木、钢及其他各种复合材料构成，以便在重量可接受的同时提高性能。显然，这些材料各有其优缺点。现在人们普遍认为采用金属蜂窝结构的蜂窝台体是光学平台和光学面包板结构的最佳材料。 光学平台的指标和检测 　　如何鉴别光学平台的品质，选择适用的光学平台，以下提供了一些通用的指标和检测方法。 　　1、检查外观 　　光学平台外观应平整美观，各部位都应无影响安全的锐角及锐边，更重要的是检查孔口倒角是否均匀一致(螺孔旋入后应垂直平台面)，四边及其倒角是否平直一致。如果加工精度不好，会出现孔口倒角大小不一致或台面四周倒角不平滑的情况。 　2、固有频率(≤2Hz) 　　固有频率也称自然频率、自振频率，只有在环境扰动力频率(f)与光学平台的固有频率(fo)的比值f/fo>√2时系统才有隔振作用。所以光学平台的固有频率越低，隔振效果效果就越好。 　　该指标的检测一般采用振动频谱分析仪及便携式振动分析仪来进行多点测量，如供应商不具备仪器测量，也可用以下方法：用手用力压下(或侧推)平台，然后迅速松开，让其大幅度上下振动(或左右、前后摆动)起来，如一秒钟内往复一次即为1Hz，二次即为2Hz，依此类推。须可粗略测得光学平台的固有频率。 　　3、平面度(≤0.05mm/m2) 　　该指标越小即表明台面越平整，调整光路就越容易。一般出厂要求平面度小于0.05mm/m2，检测方法一般有：光电自准直仪法、光学平面度检查仪检测法、水平仪检测法、激光平面度检测仪等等。对安装在实验室的光学平台平面度一般采用光电直准仪和光学平直度检查仪检测，经计算后得出。 　　4、表面密迪纹理及粗糙度(Ra≤0.8μm) 　　该指标的意义在于保证光学平台有一个光滑但无反射的工作表面。良好的表面粗糙度有利对实验仪器的保护，光学平台出厂要求一般在Ra≤0.8μm以下，粗糙度完成可采用对比样板目测和粗糙度仪检测，如果是现场检测可采用粗糙度仪完成。该仪器具有便携、可直读数据、精度高等优点。 　　5、重复定位精度(±0.10mm) 　　该指标意义在于保证光学平台台面在动态条件下的水平，以方便使用者高速光路，检测方法是将百分表(精度0.02mm)固定在稳固的物体上，表头顶住台面，然后在光学平台工作台面上反复加载或卸载，待稳定后读数在范围正负0.10mm以内即为合格。 　　6、工作台面的振幅(So≤2μm) 　　在正常的使用环境下，为了保证仪器的使用精度，光学平台必须提供尽可能低的振幅。同时也可通过台面和地面振幅指标的对比，反映系统的隔振性能。如平台振幅小于地面振幅，则平台是隔振的，反之则是不隔振或振动放大的。振幅指标的检测，类同固有频率检测。 　　选购光学平台的几个注意事项 　　1、随着众多研究机构对光学平台质量要求的不断提高和厂商对产品的不断完善，目前所研制出来的光学平台款型繁多，质量也参差不齐，所以在购买光学平台前，首先要对企业做一定的了解。其次是光学平台的材料、加工精度、隔振效果、产品整体的合理性，平台表面是否精细、表面处理的工艺等。 　　2、不能过于看重产品一两项参数，应该对光学平台的整体进行了解，并进行一定检验。例如光学平台中的重要参数如平面度、平台不平度、固有频率、振幅、工作压力和最大负载等参数都要有个详细的了解并对其进行检测。这样才可以根据一些重要参数来选择自己想要购买的光学平台。 　　3、在购买光学平台的时候，要多对比价格，做到“心中有数”。需对照各企业产品把握一个尺度，并不是越便宜越好，需选择一款符合需求，性价比高的光学平台才是关键。 注意：光学平台或仪器架上往往会放置多种仪器或光源，为避免静电或其它可能的漏电，电源插座必须妥善接地，并为光学平台接地线。 产品文档：