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本篇文章告訴您該如何提高精密光學平台的穩定性!

 更新時間:2022-04-07 點擊量:2725
  在一個理想的剛性體內部(隻在理論上存在),任何兩點的相對位置都是不變的。也就是說,在振動、靜力矩或溫度變化的情況下,任何實體的尺寸和形狀都是不變的。如果所有的元件都穩固地連接成一個理想的剛性體,不同元件之間沒有相對位移,係統的性能也會很穩固。理想的剛性體是不存在的。現實中的係統隻能近似的認為是剛性的,因此,其穩定性就要受到多方麵因素的影響。例如外界的振源,係統的重量,精密光學平台的結構等等。
  隨著設備和工藝的發展,使納米量級的測量成為可能。例如,變相光學幹涉儀測量物體的表麵粗糙度,目前可以達到1納米的分辨率。在半導體領域,已生產出線寬在亞微米量級的集成電路,提出測量準確率小於50納米的精度要求。這樣的應用對係統中不同元件相關配合精度和穩定性提出了較高的要求。例如,用顯微鏡對圖像進行高度放大的成像係統,顯微鏡和照像物鏡共同決定了相紙上每點的圖像。如果,在曝光過程中光學係統的每一部分(照明係統、樣品、顯微鏡光學係統、成像光學係統和相紙平麵)都精確地一同移動,不存在相對位移,成像也會很清晰。如果樣品相對物鏡產生了運動,則像就會模糊。在光學幹涉測量、全息及運用相似的規律時,控製相對運動都是很重要的。
 

精密光學平台

 

  為了提高精密光學平台的穩定性,我們可以從以下的幾個方麵來著手。
  1.將係統與振源隔離。
  外界的振源來源很多,比如地麵的自振,各種聲音等等。但是影響大的是各種低頻的振源,主要集中在10~100Hz頻率內。將係統與這些振源隔離可以有效的提高係統的穩定性。采用大阻尼的空氣彈簧支撐方式可以較好的將係統與振源隔離。
  2.控製振動的作用。
  將係統組裝成動態的剛性結構可以保證係統內部的相對穩定性,且可以降低在外界的影響下產生共振的幾率,提高係統的穩定性。
  3.控製靜力矩的作用。光學平台的硬重比對於其共振頻率有著重要的影響。較高的硬重比可以提高平台的共振頻率,從而降低其在外界影響下的振動。而且在外力作用下,具有較高硬重比的平台可以在重量下產生變形,增加係統內部的剛性。內部采用蜂窩狀支撐結構的光學平台可以充分的提高硬重比,達到提高係統性能的目的。
  4.控製溫度變化。
  隨著時間的延續,不規則溫度變化會造成漸漸的結構彎曲。減小溫度效應的關鍵在於控製環境減少溫度變化。例如,避免在平台下放置散熱設備,隔絕熱源設備和硬件,如光源、火焰等。