177856. lajstromszámú szabadalom • Alapelemekből felépíthető optomechanikai rendszer optikai elemek több szabadságfokú mozgatására
177856 4 ségévcl hidalja át. A mozgató elemekben alkalmazott megve/etések itt is gol> ósoros megoldásúak, így szintén fellép az akadozó csúszás jelenség. A jelentkező akadozó esúszás miatt, méh az esetleges hosszú karokon az Abbe hiba miatt még tovább növekedik, ezért a rudazutok hossza esak korlátozott határig növelhető. Ugvanesak korlátozó tényező az, hogy a rudazatok belógásánál. valamint magukban a rudaz.ttokban fellepő erőhatások miatt megcsúszások jöhetnek létre, melyek következtében a gondosan beállított pozíciók clállítódhatnak. A Pl rendszer hátrányai összehasonlítva az ARDEL- lel a következőkben foglalhatók össze : A rudazatos közdarabok alkalmazásával sikerült ugyan a szükséges mozgató elemek sokfajtaságát csökkenteni, de azok alkalmazása károsan befolyásolja a rendszerrel elérhető pontosságot és a rendszer stabilitását. Mindkét rendszernél felmerülő közös hátrány, hogy az utóbbi időben a lézerek széleskörű és más mikrotechnikai alkalmazás során felmerülő interferometrikus felbontási és pontossági követelményeknek nem tudnak eleget tenni. Például koherens optika méréstechnikai alkalmazásánál gyakran olyan igények merülnek fel, hogy egyes tárgyakat a fény hullámhosszának méretével azonos nagyságrendű felbontással és 0,1 un-nél jobb reprodukálási pontossággal kell beállítani. Célunk a találmánnyal olyan univerzálisan használható optomechanikai rendszer kialakítása, amely háromfajta normál és interferometrikus pontosságú mozgatóelem felhasználásával, valamint néhány egyszerű és könnyen állítható közdarab segítségével az optikai méréstechnikában felmerülő optomechanikai feladatok igen nagy részét megoldja, beleértve a koherens optikai alkalmazásokat is. A találmány abban van, hogy a rendszer az előírt mérési, illetőleg beállítási pontosságtól függően kétfajta pontossági osztályú mozgatóelemet alkalmaz. Interferometrikus pontossági osztályút, melyekre a fény hullámhosszának méretével azonos nagyságrendű felbontás és pontosság jellemző. Ezek az elemek súrlódástól és ezáltal akadozó csúszástól mentesek, beállításuk nagy módosítású karos mechanizmuson keresztül mikrométercsavarral, illetve differenciál mikrométercsavarral történik. Ilyen eszköz pl. 173.892 lajstromszámú magyar szabadalom alapján készített interferometrikus pontossági osztályú egyenesvonalú mozgatóelem. A normál osztálypontosságú mozgató elem nagy méréstartományok 0,01 mm-es, illetve 1/2 szögperces felbontására alkalmasak. Megvezetésük golyósoros. Nagy terhelhetőségi és jó futási paramétereiket valamilyen speciális futófelület kialakítással érik el. Ilyen pl. a 173.624 lajstromszámú magyar szabadalom alapján készített KS típusú, normál osztálypontosságú szöghelyzetbeállító szerkezet. A rendszer mozgatóelemkészletc egyfajta típusban és méretben készülő interferometrikus pontossági osztályú egyenesvonalú mozgatóelemekből és szöghelyzetbeállító szerkezetekből, valamint normál pontossági osztályú egyenesvonalú mozgató elemekből és szöhelyzetbeállító szerkezetekből áll. Az ilyen módon felépített optomechanikai rendszer lehetővé teszi, hogy egy igen egyszerűen előállítható hétfajta, egyes elemeiben különböző méretben készülő közdarab készlet segítségével a mozgatóelemek felépítési konfigurációját igen tág határok között változtathassuk. igy az optikai tárgyak méretétől függetlenül biztosítható a beállítási szabadsági fokok függetlensége. Előnyös kiviteli alaknál kevesebb beállítási szabadsági fokot igénylő optikai elemeket pl. tükröket, két egymást metsző tengely körül kis tartományban elfogadható különféle tükör és lenese gyors megfogására alkalmas betétekkel rendelkező billenthető foglalatot használunk. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, melyen a találmány szerinti optomechanikai rendszer kiviteli alakjait, mozgatóelemeit, az összeszerelésüket biztosító közdarabokat és a furatesoportokat tüntettük fel. A rajzon az 1—12. ábra a furatcsoportokat, másnéven furatrendszereket, a 13—22. ábrák a közdarabokat, a 23—24. ábrák a normál szöghelyzetbeállító szerkezetet, a 25—26. ábrák a normál egyenesvonalú mozgatóelemet, a 27—28. ábrák az interferometrikus egyenesvonalú mozgatóelemet, a 29—30. ábrák az interferometrikus szöghelyzetbeállító szerkezetet, a 31. ábra a normál billenőfoglalatot, a 32. ábra az interferometrikus billenőfoglalatot, a 33. ábra három egyenesvonalú szabadsági fokkal rendelkező összeállítást, a 34. ábra három forgatási szabadságfokkal rendelkező szöghelyzetbeállító szerkezetet, a 35—36. ábrák az optomechanikai rendszer összeállítási változatait szemlélteti. Az 1. ábra az A furatcsoportot, illetve furatrendszert szemlélteti, mely egy H helyezőfuratot és a H helyezőfurat körül R/2,7 sugarú körön elhelyezett három M menetes furatot szemléltet. R=60 mm raszterméret, mely minden közdarab, csatlakozóelem és furatcsoport méretére jellemző. A 2. ábra az Aj furatcsoportot szemlélteti, mely elrendezésében megegyezik az A furatcsoporttal azzal a különbséggel, hogy középen a H helyező furat helyett H( helyezőcsapot és a helyező csap körül elhelyezett 0 átmenő furatokat szemléltet. A 3. ábra szerinti B furatcsoportnál egy körön R/1,7 távolságban elrendezett négy M menetes furat és ugyanazon a körön R/2,3 távolságban elhelyezett négy 0 átmenő furat látható. A 4. ábra szerinti B2 furatcsoport elrendezésében megegyezik a B furatcsoporttal azzal a különbséggel, hogy a B furatcsoportból a B2 furatcsoportot 90°-os elfordítással kapjuk, vagyis a négy M menetes furatnak négy 0 átmenő furat, a négy 0 átmenő furatnak pedig négy M menetes furat felel meg. Az 5. ábra szerinti C furatcsoport ugyancsak egy körön négyzetesen elhelyezett négy furatot szemléltet, amely az egyik átlón levő két M menetes furatból és a másik átlón levő két 0 átmenő furatból áll. A 6. ábra szerinti C2 furat csoport elrendezésében ugyancsak megegyezik az 5. ábrán bemutatott furatcsoporttal azzal az eltéréssel, hogy a C furat csoportból a C2 furatcsoportot 90°-os elfordítással kapjuk, vagyis a C2 furat csoportnál alkalmazott két M menetes furatnak a C furatcsoportnál két 0 átmenő furat, a két 0 átmenő furatnak pedig két M menetes furat felel meg. A 7. ábra szerinti D furatcsoport ugyancsak egy körön 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
