Was vollkommen vibrationsfrei gemessen werden muss, kommt auf den optischen Tisch. Der optische Tisch hält die Komponenten eines optischen Systems mechanisch stabil. Auswirkungen haben die Vibrationen – wie etwa durch herumlaufende Mitarbeiter oder die befahrene Straße vor dem Haus – insbesondere bei optischen Systemen, die aus mehreren Komponenten bestehen. Sie müssen einzeln montiert, starr und präzise ausgerichtet sein. Leistungseinbußen durch Schwingungen lassen sich kaum vermeiden – auf dem optischen Tisch jedoch maximal reduzieren.
Optische Tische eliminieren Vibrationen
Klimaanlage, Heizgeräte, Wärmepumpen oder die Vibrationen von Straßen und Bahnlinien tragen zu störenden Vibrationshintergrundgeräuschen bei. In der Forschung und in Laboratorien müssen Experimente in vibrationslosen oder vibrationsarmen Umgebungen ausgeführt werden. Vibrationen behindern Experimente und können diese sogar unmöglich machen. Beispielsweise erfordern Laseranwendungen oft Strahltaillen (Beam Waists) im Mikrometerbereich. Störende Vibrationen mit Amplituden im Mikrometerbereich können leicht zum Scheitern des Experiments führen.
Auch interferometriebasierte Experimente wie die Holografie reagieren auf Vibrationen äußerst empfindlich – selbst dann, wenn die Amplitude im Submikronbereich liegt. Eine ebenfalls hohe Stabilität erfordern die optische und mechanische Bearbeitung die Prüfung von Halbleiterscheiben. Bei Experimenten mit mechanischen Elementen, die selbst vibrieren oder sich bewegen, müssen diese Schwingungen von anderen Elementen isoliert sein – ein Fall für den optischen Tisch.
Wo werden optische Tische genutzt?
Optische Tische sind ideal für schwingungsisolierte Arbeitsplätze. Im Labor, bei Experimenten oder bei der industriellen Montage isolieren die optischen Tische Schwingungen auf dem Tisch, aus dem Raum und der Umgebung. Wird mit erschütterungsempfindichen Mess- und Prüfgeräten gearbeitet, wie etwa Rasterkraftmikroskopen (AFM) oder Interferometer, sind auf dem optischen Tisch präzise Messungen möglich. Optische Tische unterstützen die Arbeit mit:
- Laser-Geräten
- Optischen und elektronischen Geräten
- Medizinischen Geräten
- Mikroskopen
- Waagen und anderen
- Erschütterungsempfindlichen Mess- und Prüfgeräten
Optische Tische sind die sichere Basis für Experimente und Auswertungen in Labors, Schulen und Universitäten. In der Medizin, der Physik, beim hochpräzisen Wägen und Messen oder bei der Montage – wie etwa im Flugzeugbau ermöglichen sie Versuche, sichern Ergebnisse und präzisieren Auswertungen. Wenn es auf wenige Hundert Nanometer ankommt, wie etwa bei Wellenlängen, schützen die optischen Tische die Filterung von Schwingungen und Vibrationen.
Anwendungsbereiche von Optischen Tischen - der schwingungsfreie Arbeitsplatz
Unterstützen Sie die Qualitätssicherung, die Produktion, Forschung und Entwicklung mit einem optischen Tisch. In der Bildverarbeitung, der Mikroskopie oder der Lasertechnik sind schwingungsgedämpfte Tische die Basis für den Erfolg. Im Photoniklabor ist der optische Tisch das Rückgrat. Experimente, Montagen, Entwicklungen und Messungen – für komplexe optoelektronische Systeme werden die spezifischen Eigenschaften der optischen Tische gebraucht.
Optische Arbeitsplätze bieten optimale Steifigkeit und Dämpfung - bei niedriger Dichte
Die Arbeit am Labortisch wird durch Eckennachgiebigkeit und mehr noch durch Resonanzamplituden im höheren Frequenzbereich gestört. Die Eigendämpfung der optischen Platte absorbiert diese Vibrationen.
Anwendungsbereich von Optischen Tischen: Erschütterungsfreies Messen und Prüfen
Seine Konstruktion und die besonderen Materialien dämpfen Schwingungen auf dem Tisch und im Raum. Ergebnisse aus Messungen bleiben unverfälscht.
Optische Tische bieten automatische Anpassung an Laständerungen - optimal für Waagen und medizinische Geräte
Jede Schwingung auf dem Tisch gleichen Material und Dämpfungsmechanismen gezielt aus.
Optische Tische: Passive Schwingungsisolierung beim Einsatz von empfindlichen Geräten und Messinstrumenten
Passive Techniken wie Federungen oder Gummipads unterdrücken die Vibration, wie sie durch Personal und Objekte in der Umgebung – meist unvermeidbar – entsteht.
Nanotechnik und Mikroskopie - ein Anwendungsgebiet von Optischen Tischen
Optische Tische reduzieren die Umgebungsvibrationen und damit den unerwünschten Einfluss auf hochempfindliche Messgeräte.
Optische Tische: Anwendung in der Lasertechnik
In der Lasertechnik agieren optische Tische als Schwingungssteuerplattform. Damit sind sie ideal für Laser- und Optik-bezogene Experimente. Die Ausrichtung der optischen Elemente bleibt lange stabil.
Elektronische Arbeiten als Anwendungsbereich von Optischen Tischen
Optische und elektronische Arbeiten müssen hochpräzise erfolgen. Auch unter Last bleiben die hochsteifig konstruierten optischen Tische eine stabile Arbeitsfläche.
Vorteile des Optischen Tisches
Optische Tische haben meist rechteckige Platten und werden etwa zum Bau optischer Prototypen verwendet. Auf der Plattform befindet sich ein regelmäßiges Gitter mit Gewindebefestigungslöchern. Dort lassen sich verschiedenste optische Halterungen und Pfosten befestigen. Der optische Tisch ruht auf mindestens vier vibrationsisolierenden Stützbeinen, was ein bequemes Arbeiten ermöglicht. Optische Tische sind – im Gegensatz zur optischen Bank – zweidimensional. Gegenüber dem Steckbrett haben optische Tische eine deutlich dickere Platte, die Vibrationen noch effektiver abdämpft. Auch sind die optischen Tische deutlich größer und in nahezu jeder Länge erhältlich.
Die Platte von optischen Tischen
Eine steife Deckplatte und ein geeigneter tragender Korpus sind die Grundvoraussetzungen für den optischen Tisch. Rechteckig und mit großer Steifigkeit trägt die obere Platte die Gewinde. Sie ist flach mit einem hohen Grad an Ebenheit, das auch unter erheblichen mechanischen Belastungen bewahrt wird. Meist ist die Platte aus rostfreiem Stahl. Ist er ferromagnetisch, können auch Magnetklemmen als Halterungen verwendet werden. Alternativ sind die Tischplatten auch aus Aluminium erhältlich. Ältere Modelle hatten auch Tischplatten aus Granit und Diabas.
Optische Tische: Raster für vielfältige Anwendungen
Die Tischoberfläche besteht aus einem Raster oder Gitter mit metrischen oder imperialen Fadengitterabständen. Übliche Abstände sind 25 Millimeter (25,4 Millimeter bei imperialen Einheiten) oder die Hälfte des Wertes. Die Standardgewinde sind M6 und 1/4-20 Inch, wobei der Hauptdurchmesser 1/4 Zoll beträgt und pro Zoll 20 Gewinde eingeschnitten sind. Auf dem Tisch können eine Vielzahl von Schrauben verwendet und nahezu beliebige Pfosten und Gegenstände festgeschraubt werden.
Optische Tische aus Metall
Eine Metallbasis ist für optische Tische ideal, denn Steifigkeit und Dämpfung werden wesentlich verbessert. Ein dichtes Plattenmaterial mit hoher Schallgeschwindigkeit ermöglicht hohe Resonanzfrequenzen. Dies schließt aus, dass die üblichen niederfrequenten Schwingungen (unter 100 Hz) selbst keine Resonanzen anregen können. Höherfrequente Resonanzen können dabei effektiver gedämpft werden. Für besondere Anwendungen kann eine Invar-Stahldeckplatte mit stark reduziertem Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden. Sie ist vorteilhaft, wenn der Tisch erheblichen Wärmequellen ausgesetzt ist, dabei aber eine minimale wärmeinduzierte Biegung aufweisen soll.
Stützbeine - Schwingungsisolation und Schwingungsdämpfung bei Optischen Tischen
Aktive Dämpfungssysteme werden für besonders hohen Schwingungsdämpfungsleistungen verwendet. Sie halten die Umgebungsvibration im Gebäude ab. Das Material enthält Sensoren, die Schwingungen bei Resonanzfrequenzen des Tisches erfassen. Gleichzeitig wirken Aktuatoren diesen Schwingungen entgegen. Besonders leistungsfähig sind optische Tische mit einer Hybriddämpfung, die eine aktive und eine passive Dämpfung kombiniert.
Schwingungen werden durch Isolationsstützen und den Isolationsrahmen gedämpft. Schwingungsdämpfung und Schwingungsisolation sind verschiedene Eigenschaften. Bei der Dämpfung findet die Umwandlung von mechanischer Energie in Wärme statt – sowohl auf der Tischplatte als auch bei den Standfüßen. Beim Ableiten der Wärme unterstützen integrierte Feder-Masse-Dämpfer. Die Isolation reduziert die Bodenschwingungen. Wird das optische Tischsystem belastet, wird die Resonanzfrequenz der pneumatischen Isolatoren angeregt.
Die Stützbeine des Tisches isolieren und kontrollieren die Vibration. Häufig werden große, schwimmende Beine mit pneumatischen Isolatoren kombiniert. Die Schwingungsenergie wird hauptsächlich durch ein kleines Loch zwischen zwei Luftspeichern abgeführt. Beim optischen Tisch werden Vibrationen, z. B. durch gehende Menschen im Raum größtenteils nicht übertragen. Das mechanische Rauschen wird minimiert, was einen optimalen Aufbau in vielen Anwendungsbereichen der Photonik ermöglicht.
