מכשירים אופטיים - ממיקרוסקופים מעבדה וטלסקופים אסטרונומיים ועד מערכות לייזר תעשייתיות ומכשירי הדמיה רפואיים - דורשים רמה גבוהה של דיוק ממדי ויציבות מכנית.הביצועים של מכשירים אלה נשענים על היישור המדויק ותיקון של עדשות, מראות, תגמולים, רטטים מדויקים או חומרים אופטיים אחרים, בעוד העיצוב של הרכבת אופטית מקבל לעתים קרובות את תשומת הלב הגדולה ביותר, כגון רכיבים מכניים מהירים, כגון לחץ דם מהיר, אפילו, כגון לחץ דם מכניים, לחץ דם מהיר, לחץ דם מכני, כמו גם תכונות מכניות, לחץ דם מהיר, כגון, לחץ דם מכניות, תכונות מכניות, תכונות מכניות, כגון לחץ דם מהיר יותר, תכונות מכניות, או חומרים מכניות, תכונות מכניות, תכונות מכניות, או חומרים אופטיות, או חומרים אופטיות, כמו גם תכונות מכניות, כגון לחץ דם מהיר יותר, כגון לחץ דם מהיר יותר, כגון לחץ דם מהיר יותר, תכונות מכניות, תכונות מכניות, תכונות מכניות, תכונות מכניות, תכונות מכניות, תכונות מכניות, כגון לחץ דם מהיר יותר, תכונות מכניות, כגון לחץ דם מהיר יותר, תכונות מכניות, תכונות מכניות, כמו גם תכונות מכניות, תכונות מכניות, כגון לחץ

התפקיד הקריטי של Fasteners ב- Optical Alignment

הפונקציה של מזרז באסיפה אופטית משתרעת הרבה מעבר פשוט להחזיק חלקים יחד.זה חייב ליישם עומס מבוקר שמחזיק במרכיבים בעמדותיהם המיועדות תוך הימנעות מכל עיוות של משטחים אופטיים.אפילו עיוותים מיקרוסקופיים של תא עדשה או מראה יכולים לייצר שגיאות גלנט אשר מדגימים את איכות התמונה.ממריצים חייבים גם לשמור על כוחות אלה על פני עשרות שנים של שימוש, באמצעות שינויים טמפרטורה, לחות, וטיפול חוזר.

השפעה על איכות התמונה

אסיפות אופטיות פועלות על ידי שליטה מדויקת על הנתיב של האור.כל תנועה של עדשה או מראה יחסית ציר אופטי מציג סטיות כגון תרדמת, אסטיגמציה, או ריפוי שדה. Fasteners המאפשרים אפילו כמה מיקרומטר של משחק יכול לגרום להידרדרות תמונה בולטת, במיוחד במערכות תאורה גבוהות או אינטרפרומטריות.

יציבות לטווח ארוך

מכשירים מוקדמים צפויים לעתים קרובות להופיע באופן אמין במשך שנים או אפילו עשורים. Fasteners חייבים לעמוד בפני חרטה, הרפיה, קורוזיה שיכולה לשחרר קשרים לאורך זמן.ד.ד.ממריצים, במיוחד, כפופים לשחרר המושרה רטט אם לא מתוכנן כראוי.בטלסקופים, למשל, תאים מסיביים חייב להישאר נוקשה באמצעות תנועות מלוטשות וטמפרטורות של עשרות מעלות של מנגנונים ממושכים כגון מנעולים, כמו מנעולים מהירים, כמו גם צינורות, כמו מנעולים, כמו מנעולים מהירים, כמו גם צינורות, או ממושכים, כמו גם צינורות ממושכים, כמו גם צינורות, או ממושכים, כמו מנעולים, כמו גם צינורות ממושכים, כמו גם ממושכים, כמו מנעולים, כמו מנעולים, כמו מנעולים, כמו גם צינורות, כמו גם צינורות ממושכים, כמו גם צינורות ממושכים, כמו גם צינורות ממושכים, כמו גם ממושכים, כמו גם, כמו גם צינורות ממושכים, כמו מנעולים, כמו גם, כמו מנעולים מהירים, כמו גם, כמו מנעולים מהירים, כמו גם צינורות ממושכים, 000, כמו גם, כמו גם, 000, 000, כמו מנעולים מהירים, כמו גם, 000, 000, כמו גם, 000, 000, 000, 000 ממושכים, 000

סיווג מקיף של Fasteners

מזרזים המשמשים מכשירים אופטיים יכול להיות מסווג באופן רחב על ידי הגיאומטריה שלהם ותפקידם.הבחירה תלויה בדרישות ההרכבה הספציפיות, כולל הצורך הסתגלות, גישה ויכולת העומס.

מחבר הספר The Fasteners: Screws, Bolts, and Set Screws

מזרזים מזויפים הם הסוג הנפוץ ביותר, המציע שיטה אמינה, חוזרת ליישום כוחות צירים מבוקרים.מכונה ברגים עם חוטים דקים מועדפים אופטיים כי הם מאפשרים התאמה טובה יותר של preload והם פחות סבירים לחזור למטה תחת ראש פאן, כובע ראש שקע, והואx socket סטים הם אופייניים.

ברגים מיוחדים אופטיים של הר תכונות לעתים קרובות חוטים מדויקים, סובלנות הדוקה יותר, וחלק יותר מסתיים מאשר חומרה סטנדרטית.זה מקטין את דור החלקיקים ומבטיח יחסים עקביים של torque-tension. לדוגמה, Thorlabs ו אספקת Newport עולה ברגים עם ISO M4 או M6 חוט אבל עם חוט של 6g במקום 6g במקום הסטנדרט 6g, לספק התאמה עקבית יותר.

קליפים, Clamps, and Spring-Loaded מכשירים

קליפים וקלפיות משמשים כדי להחזיק רכיבים אופטיים ללא חדירה של הזכוכית או הציפוי.הם נפוצים במיוחד במערכות לייזר שבו ניקוי סביב הטבעת מוגבל. קטעי וידאו מוצצים באביב, כגון אלה המשמשים במערכות צינור עדשות של אדמונד אופטי, ליישם כוח קורנל עקבי המפצה על הרחבה תרמית וצמצום.

עיצוב משותף נוסף הוא clamp אופטי - לעתים קרובות טבעת פיצול או C-clamp - המשתרע סביב חבית עדשות או דיור prism. קלפיות אלה מוכווצים בדרך כלל עם בורגים חד-פעמיים או יותר.כוח הדגימה מופץ על פני שטח גדול יותר, צמצום הסיכון של עיוות מקומי.

Fasteners for Ultra-Precision Optics

ביישומים התובעניים ביותר - כגון מערכות ליתוגרפיה קיצוניות (EUV) או טלסקופים מבוססי חלל - ממריצים סטנדרטיים אינם מספיקים. מהנדסים פונים לאנרגיות שעוצבו באופן מותאם אישית עשויים מסגסוגת בתדר נמוך יחסית-צפוי כמו Invar או Super-Invar. חומרים אלה יש קרוב לאפס של התרחבות תרמית (CTE) על פני טווחים מסוימים, המבטיחים את הצורות המהירות או לא ניתן להגדיל באופן משמעותי את ה-מרכיבים, אך לא רגיל לנגיף.

עבור גמישות בהיערכות, מזרזים מעומעיינות וצמחים המבוססים על flexure הם נפוצים. Flexures אינם מהירים במובן המסורתי, אלא פועלים בשילוב עם ברגים סטים לספק מיקום מונוליטי, חיכוך ללא חיכוך עם נוקשות גבוהה. עיצובים אלה יעילים במיוחד בסביבות Cryogenic שבו מזרזים קונבנציונליים ישתלטו או רופפים עקב התכווצות שונות.

חומרים הנדסה עבור חומרים אופטיים מהירים

החומר שממנו נעשה מזרז משפיע על ההתנהגות המכנית שלו, עמידות קורוזיה, תכונות מגנטיות, והתאמה עם חומרים אופטיים.בחירת החומר המתאים היא צעד מפתח בעיצוב מערכת אופטית.

פלדה ללא ספק

פלדה ללא ספק היא חומר עבודת המפנה אופטית. ציוני אוסטיראט כמו 304 ו 316 מציעים עמידות קורוזיה מעולה, כוח מתון, ומיומנות טובה.הם לא מגנטיים במצב annealed, אשר חיוני בכלים שבהם שדות מגנטיים יכולים לקלקל משקעים או להשפיע על חיישנים רגישים.

טיטניום Alloys

מזרז טיטניום נבחרים כאשר ירידה במשקל היא קריטית, כמו טיטניום הוא בערך 40% יותר קל פלדה. Alloys כמו Ti-6Al-4V מציעים כוח גבוה, התנגדות קורוזיה טובה, ו CTE שמתאימה למשקפיים אופטיים רבים יותר מאשר פלדה עושה.עם זאת, טיטניום יכול גליה (דישושט) במהלך ההדק, הדורשת כיפוף קפדני או שימוש של מנעופים אופטיים מתאימים גם עבור טיטאן.

Invar and Low-Expansion Alloys

Invar (FeNi36) ו ⁇ דומים יש CTE קרוב לזה של משקפי בורוזיליאט ו מבולגן אחליקה. זה מצמצם את ההתרחבות השונה בין הממריץ והאופטי בכל השינויים בטמפרטורה.Invar מזרז לעתים קרובות בשימוש בעיצובים אופטיים מאוישים שבו יש לשמר את ההיערכות העיקרית שלהם הוא כוח נמוך יותר בהשוואה לפלדה, הדורש עומס גדול יותר לתוספתן, אך הוא אפילו יותר עם CTE נמוך יותר, אך הוא בעל מבנה קלושט, עם CTE, אפילו יותר, אך הוא נמוך יותר, עם CTE, אך הוא בעל טווחים יותר, אך הוא נמוך יותר, עם CTE, הוא יותר, הוא יותר, אפילו יותר, עם CTE נמוך יותר.

טיפול פנים וכיסויים

מקל אלקטרו-פעמי משפר את הביצועים של אור מפוזרים. oxide שחור, ניקל אלקטרו-less, או ציפויים anodized להפחית את הבוהק מן האור מפוזר ולספק הגנה קורוזיה. Chromate ציפויים על מזרז אלומיניום לשפר את החידה צבע ולהוסיף כמה עמידות קורוזיה.עבור יישומים נקיים, מהירים עשויים להיות מסופקים עם מסימני גז נמוך כי לא מתעממים לא נמרצים ולוודא כי הם מכוונים באופן עקביים כמו ticreto-Freto-reto-to-to-Freto-reto-to-reto-reto-reto-reto-to-to-to-to-to-reto-to-to-reto-to-to-reto-reto-reto-to-to-to-to-to-to-to-to-reto-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-מחדש.

עקרונות עיצוב לאינטגרציה מהירה

הגדלת ממריצים לתוך האסיפה אופטית דורשת שיקול זהיר של גיאומטריה, שבילי עומס, ונגישות.המטרה היא להשיג אסיפה חזקה, חוזרת שלא מציגה מתח אל הנתיב האופטי.

תגיות Pitch and Engagement

עבור הרפסים אופטיים, חוטים דקים (למשל, M4×0.35 או M6×0.5) מועדפים על חוטי כפירה כי הם מציעים התאמה טובה יותר של כוח clamp והם פחות סבירים להשתחרר תחת הרטט.אורך של מעורבות חוט צריך להיות לפחות 1.5 פעמים את המברג בפלדה לפחות 2.5 פעמים באלומיניום כדי להימנע מפסים.

המונחים: Torque control

Preload – המתח הראשוני בממריץ מואץ – קובע את הכוח המחוספס.בזרות אופטיות, העומס חייב להיות מספיק כדי למנוע קוצר תחת עומסים צפויים, אך לא כל כך גבוה שהוא מעוות את המרכיב האופטי. Torque אינו מדד ישיר של עומס; חיכוך עבור כ -90% מהמעקב החל.

הימנעות משינויי אור

יש להציב את המזרז מחוץ לצמצם המובהק של המערכת האופטית.אפילו ראש בורג ליד קצה העדשה יכול לגרום לטבול או להתחמק. החורים המוארים והחריצים צריך להיות ממוקם על הפריפריה של הר או על משטחים לא אופטיים. בתוך לחביתות, סטים מסודרים לעתים קרובות בטבעת מגובה כדי למזער את היישר לתוך הקוטר הפנימי של המעטה.

טיהור

ההרכבה האופטית מתרחשת לעתים קרובות בחדרי ניקוי שבו דור חלקיקים נשלט בקפידה. Fasteners עם ראשים חלקים, ואין קצוות חדים להפחית את הסיכון של שפך חלקיקים. חלק מהמורדים משתמשים במשט או או זרמים כדי לאטום חורים מהירים נגד זיהום.עבור מכשירים הפועלים בוואקום, כגון טלסקופים חללים או מיקרוסקופים, מזרזים חייבים לנקות כדי להסיר שאריות אורגניות גזים וחוץ ממינים ריקים.

פרוטוקולי האסיפה והפרקטיקה הטובה ביותר

טכניקות ייצור נכונות חשובות כמו עיצוב מהיר עצמו.אפילו החומרה הטובה ביותר לא תכשל אם תתקין בצורה לא נכונה.

נהגים ו-TORque-Limited

מברגים מוגבלים Torque הם חובה אופטיקה מדויקת.נהגים קבועים או מתאמים מקליקים מסוג לחיצה על סוג חומרים להבטיח שכל מזרז מקבל חוזר, מוגדר מומנט. עבור אסיפה גבוהה כרכים, מברגים אוטומטיים עם torque ו- זווית ניטור משמשים.הכלים חייבים להיות מכווצים באופן קבוע על פי ISO 6789 או סטנדרטים מקבילים.

נוהלי ממשל

לפני ההדק, כל הרכיבים צריכים להיות מוברקים באמצעות ג'יגים מדויקים, משטחים התייחסות אופטית, או autocollimators. Fasteners צריך להיות מוכווצ ברצף חוצה-פנס כדי להימנע מהפחתה או רכיב. לדוגמה, בתוך תא עדשות ארבעה-sew, להדק ברגים מנוגדים לסירוגין במספרים כדי להשוות את העומס, בסופו של דבר להתאים את הנאות כגון שלבים אנקים או סטקים יכולים להיות נעולים עם מברגים קטנים.

ניקיון ושליטה

פני השטח אופטיים רגישים מאוד כדי contaminants. אפילו ספירה אחת של אבק יכול לפזר אור לייזר או להפחית את הניגוד התמונה. Fasteners חייב להיות לנקות לפני ההרכבה באמצעות אלכוהול איזורופולי או פותרים מאושרים באמבטיה קולית, ולאחר מכן מאוחסנים במיכלים חתומה. במהלך ההרכבה, טכנאים לובשים כפפות ולעבוד בחדר נקי עם מסננים מתאימים.

בדיקות ואימות

לאחר ההרכבה, יש לבחון את המערכת האופטית כדי לאמת כי המזרזים אינם מבצעים פחת לאורך זמן.שני בדיקות נפוצות הן רטט ורכיבה תרמית.

בדיקות

בדיקות vibration סימולציה תחבורה, משלוח או תנאים תפעוליים.הרכבה רכוב על שולחן דקר וכפוף לפרופילי רטט אקראיים או אקראיים בטווח תדר (למשל, 5-2000 הרץ) הפלט האופטי - כגון שגיאה גלנט או שינוי מצביע על יציבות - הוא מעקב בזמן אמת.כל שינוי מצביע על מהירות או רכיב.ה הבדיקה עלולה להתבצע לפני ואחרי מספר של מחזורים מוגדר לטווח ארוך.

אופניים חמים

אופניים תרמית חושפת את ההרכבה לקיצוניות טמפרטורה (למשל, 40 מעלות C ל +85 ° C) ומדגיש את הביצועים האופטיים בכל קיצוני.מהודרים שנבנו מחומרים לא מתאימים יכולים לגרום להיסטריה או שינויים קבועים בהיערכות לאחר מחזורים תרמיים. השימוש של מזרזים athermal או ממשקים תואמים יכול להקטין את ההשפעות האלה.

טיהור נאג'ר

במהלך ההרכבה, ניתן לרשום נתונים מורכבים לכל מזרז.חתימה זו מספקת תיעוד כי הממריץ היה מואץ לעומס המיועד.עבור מכשירים קריטיים בטיחותיים, יומן ההרכבה כולל את הערך ה- torque, זווית סיבוב, וסימן בדיקה עבור כל בורג.אם ממריץ אחר כך מראה סימנים של רופפת, הנתונים המתועדים עוזר לאבחן האם ההתקנה הראשונית הייתה נכונה.

מגמות עתידיות ב- Optical Fastating

האבולוציה של אופטיקה מדויקת ממשיכה לדחוף את הגבולות של מה מזרז יכול להשיג.כמה מגמות מתעוררות סביר להשפיע על השדה.

חכמים עם חיישנים משולבים

המחקר מתקדם על ממריצים המשלבים מדדי זנים או חיישנים אדזואלקטריים לדווח על עומס בזמן אמת.המשגרים "חכמים" אלה יכולים להזהיר את מפעילי לשחרר או עייפות, המאפשרים תחזוקה חיזוי ללא אכזבות. בטלסקופים בחלל, חיישנים כאלה יכולים לפקח על בריאות של כברי תאים של מראות ולעזור להאריך את משימות החיים.

המונחים: Additive Manufactured

ייצור אדריטיבי (3D הדפסה) מאפשר ייצור של ממריצים עם גיאוגרפיות מורכבות בלתי אפשרי למכונה. Invar, titanium, ואפילו מזרזי פולימרים מלאים זכוכית ניתן להדפיס עם ערוצים פנימיים לניהול תרמי או ירידה במשקל. בעוד מזרזים מודפסים כרגע חסר סובלנות חוט של ברגים קרקעיים, הטכנולוגיה מתקדמת במהירות ויכולה לספק חלופות יעילות עבור טיפולים אופטיים מסורתיים.

קישורים עצמיים

כדי לחסל את הצורך בדבקים או נעילת קליפים, צורות חוט חדשות מפותחות כי שמירה על עומסם תחת רטט.לדוגמה, חוטי Spiralock יש גרף 30 מעלות כי להפיץ את העומס ומונע תנועה צד. חוטים אלה מבצעים היטב ביישומים אופטיים שבו ניקוי הוא ראשוני וחוטי חילוף אינם רצויים בשל גזים או מגבלות זמן.

מסקנה

מזרז מכני, אם כי לעתים קרובות להתעלם בעיצוב הגדול של מכשירים אופטיים מדויקים, הם היסוד להשגת ושימור היישור, יציבות ואיכות התמונה כי יישומים מודרניים דורשים.מהבחירה של חומרים וגיאומטריה חוט לפרוטוקולים של האסיפה ובדיקות סביבתיות, כל פרט חשוב.כפי אופטיקה מתרחבת לתוך סביבות מאתגרות יותר - חלל, קריאות, לייזרים גבוהים, ו-Lthography בקנה מידה רחב - טכנולוגיה מהירה להמשיך את הסטנדרטים של שיטות אלה, אשר ימשיכו להיות מעורבים עם סטנדרטים מכניים יותר ויותר.