광학표
Optical table
광학 테이블은 레이저 및 광학 관련 실험, 엔지니어링 및 제조에 사용되는 시스템을 지원하기 위해 사용되는 진동 제어 플랫폼이다.이러한 표의 표면은 최소 편향으로 매우 견고하게 설계되어 광학적 소자의 정렬이 시간이 지남에 따라 안정적으로 유지되도록 한다.[1]많은 광학 시스템은 광학 소자의 진동을 작게 유지할 것을 요구한다.결과적으로, 광학 테이블은 일반적으로 매우 무겁고 그 구조물에 진동 격리 및 댐핑 기능을 통합한다.기계식 저역 통과 필터 역할을 하는 공압 아이솔레이터를 사용하는 경우가 많아 테이블 상판에 진동을 일으키기 위해 바닥의 진동이 감소한다.[2]
광학 테이블의 표면은 일반적으로 미터법 또는 영국식 단위로 탭으로 된 구멍의 직사각형 그리드를 가진 스테인리스강이다.
광학 브레드보드, 벤치, 레일은 광학 테이블과 유사한 기능을 수행하는 단순한 구조다.이것들은 교사와 연구 개발에 사용되며 레이저와 같은 완제품에서 영구적으로 정렬된 광학 시스템을 지원하는 데도 사용된다.
설명
광학 시스템, 특히 간섭계측과 관련된 광학 시스템의 경우 각 구성 요소의 정렬은 극히 정확해야 하며 파장의 일부(보통 수백 나노미터)까지 정밀해야 한다.원소가 설치된 테이블의 작은 진동이나 변형도 실험의 완전한 실패로 이어질 수 있다.따라서 변화하는 하중이나 진동에서도 움직이지 않고 구부러지지 않는 매우 견고한 테이블을 필요로 한다.테이블의 표면도 상당히 평평해야 하며, 흔들림 없이 정밀 광학 마운트가 테이블과 잘 접촉하고 광학 시스템의 조립이 용이해야 한다.
자재 및 시공
초기의 광학 테이블 상판들은 때로는 고도로 광택이 나는 화강암이나 이아베아제의 커다란 슬라브로 만들어지기도 했다.[3][4]이 물질들은 매우 밀도가 높고 단단하여 표면의 굴곡과 움직임을 억제하여 광학계의 안정성을 향상시킨다.표면은 극도로 평평하게 갈릴 수 있으며, 이는 광학 시스템의 정렬에 이롭다.그러나 그러한 테이블은 매우 무겁고 비쌌으며, 진동을 감쇠시키는 일을 잘 하지 못했다.[3][4]화강암 표면에 부품을 장착하는 것도 어렵다.화강암과 이아베아제는 여전히 더 작은 정밀 평판 표면에 사용되지만, 오늘날에는 이러한 재료로 만들어진 광학 테이블이 흔하게 이용되지 않는다.
현대의 광학 테이블은 일반적으로 강철, 알루미늄 또는 탄소섬유의 상단 및 하단 시트로 만들어지며 두꺼운 벌집형 격자 구조로 분리된다.표면에는 대개 광학 시스템 레이아웃에 맞도록 구성부품을 볼트로 고정할 수 있는 나사형 구멍 그리드가 있다.구성품은 또한 자석 베이스에 의해 강철 표면에 고정될 수 있다.종종 테이블의 다리는 공압 진동 댐퍼다.보다 정확한 설정을 위해 플렉시글라스 같은 투명한 플라스틱 상자에 표면을 감싸 공기 이동과 온도 구배를 방지하기도 한다.또한 특수 에어컨에 의해 일정한 온도로 유지되고 아래쪽으로 흐르는 층의 공기를 생성하는 장치인 "플로우박스"를 사용할 수 있다.
현대 광학 테이블을 만드는 데 사용되는 금속은 화강암보다 음속 속도가 더 높으며 따라서 최초의 고유모드의 주파수가 더 높다.이 주파수 아래의[dubious ] 표에 생성되는 진동수는 공명 응답을 생성하지 않으므로 설정치는 전동 광학, 냉각수 펌프 등의 진동에 덜 민감하게 된다.진동 댐핑은 구성 중에 테이블에 추가할 수 있다.화강암의 합성 구조와 마찬가지로, 여러 개의 딱딱한 재료와 음속의 차이가 있는 조합은 넓은 범위의 진동이 비판적으로 축축한 테이블을 만들어낸다.뻣뻣한 재료 사이에 비스코스 액체가 사용되어 댐핑을 돕는다.
브레드보드
광학 테이블의 대안은 광학 빵판이다.일부 광학 시스템에서는 고체 알루미늄으로 만든 브레드보드를 사용하여 나중에 어떤 형태의 진동 제어가 가능한 대형 시스템과 통합한다.대부분의 광학 브레드보드는 벌집형 구조의 강철, 알루미늄 또는 탄소섬유 시트로 제작되어 일반 테이블이나 작업대 위에 놓을 수 있다.브레드보드는 광학테이블에 못 미치지만 무게가 덜 나가며 극히 높은 수준의 기계적 안정성을 요구하지 않는 소형 광학시스템에 적합하다.저중량으로 부드러운 에어 스프링에서 이러한 테이블을 지지할 수 있어 바닥에서 오는 진동을 줄일 수 있지만, 음향 소음으로 인한 진동은 증가한다.
벌집형 구조는 브레드보드 자체 무게로 인해 휨을 줄여주기 때문에 기울어질 수 있고 소프트 스프링 지지대를 통해 가해지는 힘이 잘못 정렬되지 않고 테이블 전체를 가속한다.따라서 브레드보드는 비행기와 같은 모바일 애플리케이션에서 사용될 수 있다.또한 브레드보드를 광학 테이블에 고정시키고, 그 위에 실험 모듈을 조립한 다음, 브레드보드 위의 구성품을 다시 정렬할 필요 없이 모듈 전체를 다른 테이블 위에 옮길 수 있다.마찬가지로 맞춤 제작 광학 장치는 식판에 조립되고 정렬되며, 식판은 케이스에 싸여 고객에게 배송된다.
레일즈 및 벤치
광학 벤치나 광학 레일은 광학 소자를 장착할 수 있는 선형(또는 때로는 곡선) 트랙을 제공하는 단순한 하드웨어 조각이다.그것들은 종종 간단한 실험, 특히 교실 시연에 사용된다.그러한 레일은 일반적으로 강철로 만들어지며 매우 뻣뻣하도록 설계되었으며, 광학 구성품 홀더를 볼트로 고정시켜 레일 길이를 따라 쉽게 이동할 수 있는 특징이 있다.레일은 빔 경로가 단일 축으로 이동하는 레이저 어셈블리에서 공통적이다.
좀 더 정교한 예로는 가이아 우주선에 있는 실리콘 카바이드 세라믹 토로이드 광학 벤치가 있는데,[5][6] 이 벤치는 여러 광학 기기를 지원한다.
참조
- ^ "Approximating Real-World Beam Deflection". www.newport.com. Retrieved 2016-03-15.
- ^ "The need for optical tables". Retrieved January 3, 2014.
- ^ a b Fisher, James. "What you should know about optical tables" (PDF). Newport. p. 2. Retrieved Oct 5, 2017.
- ^ a b Newport Corporation. "Vibration Control". Photonics.com. Retrieved Oct 18, 2012.
- ^ "The Gaia torus is complete". European Space Agency. July 28, 2009. Retrieved Jan 4, 2014.
- ^ "Schematic diagram of the Gaia torus". European Space Agency. July 28, 2009. Retrieved Jan 4, 2014.
