199023. lajstromszámú szabadalom • Beállító szerkezet optikai elemek szöghelyzetének beállítására
1 Hü 199023 B 2 A találmány beállító szerkezet optikai elemek szöghelyzetének beállítására, mely előnyösen alkalmazható optikai méréseknél, pl. tükröknek, lencséknek egy adott tengely körüli szöghelyzetének interferometrikus és invariáns pontosságú beállítására. Mint ismeretes, az optikai mérési elrendezések megvalósítása során az elrendezés valamennyi optikai elemét a sugármenethez képest a kívánt helyzetbe kell beállítani. A beállítás pontossági igényét a megvalósítani kívánt optikai mérés határozza meg. Az elterjedőben lévő lézeres alkalmazásoknál a beállítási pontosságnak interferometrikus pontosságúnak, vagyis a fény hullámhosszénak méretével azonos, vagy annál pontosabbnak kell lenni. Ez az igény az optikai elemek szöghelyzetének beállításánál általában néhány szögmásodperces beállítási és egy szögmásodpercnél kisebb visszaállítási pontosságot határoz meg. Az optikai elemek szöghelyzetének beállítására alkalmazott ismert beállító szerkezeteknél az egymáshoz képest elmozduló szerkezeti elemek csúszó vagy gördülő elemekkel vannak összekapcsolva. Általánosan ismert, hogy az ilyen felépítésű beállító szerkezeteknél a beállítási és visszaállítási pontosság fokozásának a beállító szerkezet egymáshoz képest elmozduló szerkezeti elemeinek csúszó vagy gördülő súrlódásából származó akadozó csúszás (stick slip) szab határt. A HU 177 229 lajstromszámú (magyar) szabadalmi leírás egy laprugók segítségével kialakított torziós csapágyazással ellátott szöghelyzetbeállitó szerkezetet ismertet. A leírás szerinti szöghelyzetbeállitó szerkezet a forgástengelyében kialakított átmenő furattal biztosítja a fénynyaláb számára az optikai utat. Mivel a szerkezet tárgytartó asztala és az állórésze közötti kinematikai kapcsolat külső súrlódástól mentes, ezért kiküszöböli az akadozó csúszást. Az említetett előnyök mellett igen nagy hátránya a szerkezetnek, hogy a laprugókból felépített torziós csapágy forgástengelyének a helyét két tényező, a laprugók állandóinak eltérése, valamint a beállítandó optikai elem tömege által meghatározott terhelés jelentős mértékben befolyásolja. A laprugók rugóállandóit több paraméter, pl. geometriája, anyagösszetétele, hőkezelése stb. határozza meg, ezért a leggondosabb gyártástechnológia esetén is a rugóállandó jelentős eltérésével kell számolni. További hátránya a szerkezetnek, hogy a laprugók mindkét végén elhelyezett rögzítés egyformaságát a leggondosabb szereléssel sem lehet biztosítani. Hátránya még a beállító szerkezetnek a belső átmenő furathoz tartozó viszonylag nagy külső méret, valamint az előállításához szükséges rendkívül gondos és ezért igen költséges gyártástechnológia. Az ismertetett hátrányok együttesen azt eredményezik, hogy a szerkezet csak olyan beállítási feladatok elvégzésére alkalmas, melynél megengedett az optikai elem forgástengelyének elvándorlása. A fenti módon felépített beállító szerkezet ezért nem alkalmas optikai elemek interferometrikus pontosságú invariáns beállításának elvégzésére. A találmánnyal célunk az ismertetett hátrányok kiküszöbölése és olyan beállító szerkezet kialakítása, amely alkalmas optikai elemeknek a fény hullámhosszának méretével azonos, vagy annál jobb beállítási és visszaállítási pontosságú invariáns beállítására, vagyis az optikai elem kívánt szöghelyzetének beállítása során a forgatás tengelye ne vándoroljon el és amelyeknek felépítése egyszerű, előállítása pedig gazdaságos. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően egy olyan beállító szerkezet kialakításában jelölhetjük meg, amely alkalmas optikai elemeknek a fény hullámhosszának méretével azonos, vagy annál jobb beállítási és visszaállítási pontosságú, invariáns beállítására, amelynek felépítése egyszerű és gazdaságosan előállítható. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha az optikai elem szöghelyzetének beáállitására egy olyan csuklókkal kapcsolódó karos mechanizmust alkalmazunk, amelynek az optikai tengelyre szimmetrikusan elhelyezett két pontjának elmozdulás vektora azonos nagyságú, párhuzamos irányú, ellentétes értelmű és távolságuk a mozgásuk során nem változik. Ha az optikai elemet tartó asztalt a karos mechanizmus e két pontjához csuklóval kapcsoljuk, teljesítettük az optikai elem optikai tengely körüli tiszta forgó mogatását. A találmány szerinti beállító szerkezet tehát olyan ismert optikai elem szöghelyzetének beállítására szolgáló szerkezet, amelynek állványa, optikai elem tartóasztala, tartóasztal felfüggesztő szerkezete, és beállító szerkezete van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a beállító szerkezetnek az állvány és a tartóasztal között egy-egy párhuzamos síkban elhelyezett, legalább egy paralelogramma alakú, összekötő és mozgató karokból felépített mozgató mechanizmusból és egy tartókeretből álló tartóasztal felfüggesztő szerkezete van. A mozgató mechanizmus összekötő és mozgató karjait a paralelogramma csúcsainál összekapcsoló négy, a tartókeretnek a mozgató mechanizmus összekötő karjai középpontjaihoz illeszkedő két pontjában elhelyezett, a tartókeretet az összekötő karokkal egy egységgé összekapcsoló két és a mozgató mechanizmust a mozgató karok középpontjaiban elhelyezett, az állvánnyal öszszekapcsoló két deformációs csukló van elhelyezve és az állvány és a tartókeret között elhelyezett beállító szerkezete van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (IC (15 3
