在實際的光學應用中,往往需要將多個光學子系統集成在一起,形成一個完整的光學系統。
光學平臺為光學系統的集成提供了便利的條件,它可以將各個子系統有序地安裝在平臺上,并通過合理的布局和連接,實現光路的無縫對接和協同工作。在集成過程中,還可以方便地進行系統的調試和優化,通過調整光學元件的位置和角度,消除光路中的像差和誤差,提高光學系統的整體性能。
光學平臺的結構組成:
(一)臺面
臺面是光學平臺的核心部分,它直接承載光學元件和設備。臺面通常采用高精度加工的大理石或蜂窩結構的不銹鋼材料制成。大理石臺面具有優異的熱穩定性和剛性,能夠抵抗溫度變化和機械應力引起的變形,保證臺面的平整度和穩定性。蜂窩結構的不銹鋼臺面則具有重量輕、強度高、減振性能好等優點,同時還可以通過內部的氣囊或阻尼材料進一步增強減振效果。臺面的表面經過精密研磨和拋光處理,具有高的平整度,一般可達微米甚至納米級別,以確保光學元件的準確安裝和光路的準確傳輸。
(二)支撐結構
支撐結構用于支撐臺面,并將其與地面隔離,減少外界振動的傳遞。常見的支撐結構有氣浮支撐和機械減振支撐兩種。氣浮支撐利用壓縮空氣在臺面和支撐座之間形成一層氣膜,使臺面處于懸浮狀態,從而大大減小了振動傳遞的摩擦力,具有較高的減振效果。機械減振支撐則通過彈簧、阻尼器等機械元件來吸收和衰減振動能量,其結構簡單、成本較低。支撐結構的設計需要考慮到平臺的負載能力、穩定性和減振性能等因素,以確保平臺能夠滿足不同光學實驗和設備的需求。
(三)調整機構
調整機構是光學平臺的重要組成部分,它用于準確調整光學元件的位置和角度。常見的調整機構包括平移臺、旋轉臺、升降臺等。平移臺可以實現光學元件在水平方向上的準確移動,一般具有微米甚至亞微米級別的位移精度。旋轉臺則可以使光學元件繞某一軸進行準確旋轉,用于調整光線的傳播方向和角度。升降臺用于調整光學元件的高度,以滿足不同光路的需求。這些調整機構通常采用精密的絲杠、導軌和微分頭等部件,通過手動或電動的方式進行操作,具有調整精度高、重復性好等優點。