Главная / Библиотека / Применение виброизоляционных оптических столов в научно-исследовательских лабораториях

Применение виброизоляционных оптических столов в научно-исследовательских лабораториях

Применение виброизоляционных оптических столов  в научно-исследовательских лабораториях

Потребность в оптических столах

Создание безвибрационной среды – одна из главных проблем в процессе постановки эксперимента в любой научно-исследовательской лаборатории. В решении данной задачи необходим комплексный подход, ведь колебания воздуха создаются и кондиционерами, и тепловыми насосами. Нужно ли говорить о фоновом шуме окружающей среды в целом.

Оптические элементы требуют тщательной настройки и точного размещения, вследствие чего такие системы становятся еще более уязвимыми ко внешним источникам шума.

Чистота множества экспериментов так страдает из-за слабых колебаний среды, что порой проведение исследования становится просто невозможным. Вспомним лазерные установки, где ширина пучка составляет всего несколько микрон: если местоположение пятна принципиально важно для опыта (например, когда использован ионный лазера для накачки лазера на красителе струйного потока), то из-за колебаний амплитуд в микронном диапазоне эксперимент обречен на неудачу. Поскольку видимый свет имеет субмикронные длины волн, эксперименты на основе интерферометрии (включая голографию) также не могут быть осуществимы в присутствии вибраций, даже если их амплитуда крайне мала.

Оптическая, механическая обработка или зондирование полупроводниковых пластин требует такой же стабильности. Наконец, если в эксперименте используются механические элементы, которые движутся или вибрируют, часто необходимо вибрационно изолировать эти компоненты от всех других критически ориентированных оптических элементов.

Рис.Оптический стол с описанием
 

Свойства оптических столов

Поверхность оптического стола, на которой размещена оптическая система, должна удовлетворять нескольким условиям. Практическое назначение каждого элемента представлено на рисунке 1. Во-первых, оптический стол должен служить надежной опорой для всех оптических элементов в течение длительного периода времени. Система не должна испытывать ни собственных вибрационных резонансов, ни колебаний атмосферы в лаборатории. Пространство экспериментальной установки должно быть полностью изолировано от внешних воздействий.

Если эти требования не удовлетворены, можно ожидать самых неожиданных результатов. Такие несоответствия отражаются на работе отдельных приборов и системы в целом. Экспериментальные данные могут быть сильно искажены случайным шумом, либо эти значения будут истолкованы и оценены неверно вследствие вибрационно-индуцированного шума. В последнем случае неверные показания влекут за собой негативные последствия и с практической точки зрения – это и время, и энергозатраты, и напрасное потребление ресурсов лаборатории…что и говорить о ситуациях, когда ошибки случаются на прототипах производственных сборок!

На данный момент разработано огромное количество оптических столов и макетных конструкций.

В идеальном варианте оптический стол должен иметь небольшую по габаритам жесткую и плоскую верхнюю поверхность. Оптический стол монтируется сейсмически, как правило, на пневматических рессорах, чтобы предотвратить смещение вибрации окружающего фона. В прошлом столешницы были построены из гранита, бетона, дерева, стали и множества необычных композитных структур в попытках увеличить производительность при сохранении размеров на допустимом уровне. Несмотря на то, что у каждого из этих материалов были преимущества и недостатки, наилучшие общие характеристики достигались с использованием сложной строительной техники. Таким образом, одетый металлический сот, зажатый между двумя плоскими пластинами (как показано на рисунке 2), в настоящее время общепринято считать лучшим материалом в изготовлении оптической настольной и оптической макетной конструкции.

NEXUS_Diagram_450

Виброизоляция

Опоры и рамы предназначены для изоляции оптических столов и плит от внешних вибраций в помещении. Частотный диапазон таких волнений - от 4 до 100 Гц. Поскольку резкий перепад частот делают невозможным перенос энергии из одной формы в другую, Thorlabs разрабатывает собственные столешницы так, что их резонансные частоты намного превышают 100 Гц;

Благодаря  столь большой разнице в резонансных частотах, энергия связи не может проходить между столешницей и системой поддержки оптического стола.

Как и в случае с любым другим высокоэффективным продуктом, разработка и дизайн оптических столов - это непрерывный поиск новых технологий и идей, способных повысить производительность.

Работа над проектами оптических столов в Thorlabs ведется в трех направлениях:

  • Повышение эффективности приборов за счет использования запатентованной технологии демпфирования;
  • Увеличение рентабельности производства нового прибора, чьи значения технических характеристик значительно превышают показатели большинства приборов;
  • Устранение столь частой и острой проблемы предоставления поддержки виброизоляции с горизонтальной изоляцией.

Серия оптических столов и плит Nexus® включает столешницы толщиной 210 ​​мм, 310 мм или 460 мм, а плиты - толщиной 60 или 110 мм. Производственные мощности Thorlabs также доступны и для индивидуальных заказов.

Каждая столешница может быть соединена с одной из опорных конструкцией в зависимости от требуемого уровня изоляции: жесткими неизолирующими опорами, пассивными изоляторами с воздушной пружиной или активными самовыравнивающимися изоляторами.

Большинство популярных систем изоляции для оптических столов гасят вертикальные колебания, разделяя два воздушных резервуара через отверстие. Это может подавить и горизонтальные колебания, если сопоставить их с вертикальными модами механизма демпфирования двойного воздушного резервуара. В результате это приводит к неэффективному демпфированию второго порядка. Горизонтально расширенные активные изоляторы Thorlabs включают в себя длинный маятниковый механизм, разработанный специально для прямого горизонтального подавления колебаний.

 

Компания INSCIENCE является прямым поставщиком продукции Thorlabs на территории РФ. Вы можете получить подробную информацию и коммерческие условия обратившись к специалистам нашей компании.

 

 

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку, и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, пр. Большой Сампсониевский, д. 60У, офис 31