Устройство для проведения оптических исследований Советский патент 1987 года по МПК G03H1/00 G01M11/04 

/

ф1/г./ Изобретение относится к области оптики и голографии и может быть использовано в отраслях промьшшеннос ти, применяющих оптические и гологра фические методы для научных исследо ваний и неразрушающих испытаний, а также при создании голографической аппаратуры широкого назначения. Известны устройства, предназначенные для проведения прецизионных оптических и интерференционных иссле дований, состоящие из жесткой плиты, установленной горизонтально на вибро изолирующей пневматической подушке, и набора держателей оптических элементов . Недостатком указанных устройств является возникновение различных типов собственных колебаний рабочей плиты, что связано как с акустическим возбуждением, так и с неабсолютностью системы виброзащиты. Наличие подобных колебайий приводит к нарушению стабильности оптической схемы Уменьшения амнлитуды собственных колебанир рабочей плиты добиваются увеличением ее жесткости, что достигается двумя путями применением специальных плит с сотовой структурой ребер жесткости или увеличением массы рабочей плиты. Первый требует применения специальной и довольно сложной технологии изготовления рабочих плит, что приводит к их высокой стоимости. Второй приводит к весьма большим массам рабочей плиты что ведет к ограничениям в возможности размещения устройств, Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство для проведения оптических исследований, состоящее из рабочей плиты, установленной при помощи переходных элементов на виброзащитном основании, закрепляемых на плите держателей оптических эле- ментов и источников света, например лазерных. Это устройство также характеризуется указанными недостатками. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства, повышение жесткости и стабильности рабочей плиты и ее виб розащищенности, снижение массы уст ройства и улучшение условий работы с ним, 1 92 Цель достигается тем, что в устройстве для проведения оптических исследований, состоящем из рабочей плиты, установленной при помощи переходных элементов на виброзащитном основании, закрепляемых на плите держателей оптических элементов и источников света, например лазерных, рабочая плита расположена вертикально и установлена на виброзащитном основании с помощью переходных элементов , размещенных в ее верхней части, На фиг.1-6 изображено предложенное устройство, варианты исполнения; на фиг.7-9 - варианты компоновки оптических элементов и устройств на раме. . Устройство содержит рабочую плиту 1, переходные опорные элементы 2, виброзащитные основания 3. Предлагаемая схема обеспечийает повышенную виброзащищенность рабочей плиты. На фиг.1 видно, что вибрации с земли могут передаваться через виброзащитные опоры по тремх направлениям: вертикальному, горизонтальному в плоскости плиты р горизонтальному нормальному к плоскости плиты. Назовем их Z, X и Y соответственно. Вибрации по направлению Z имеют наибольшую амплитуду, однако не смогут привести к значительным деформациям рабочей плиты, так как жесткость рабочей плиты, определяемая ее высотой по оси Z, очень высока это как бы эквивалент толщины при горизонтальном расположении плиты. Вибрации по направлениям X и Y горизонтальные составляющие, величи- на их амплитуды на порядок ниже, чем по направлению Z. При рассмотрении возможных деформаций по направлению X приемлемы . те же рассуждения, что и для направления Z. Несколько сложнее ситуации с вибрациями по направлению Y, так как они направлены нормально к плите и могут возбудить собственные колебания плиты. Чтобы этого избежать, достаточно применить прием, широко используемый в традиционных устройствах для снятия горизонтальных составляющих вибрации - шариковые или шарнирные опоры, связывающие рабочую плиту с виброзащитным основанием. В сочетании с четырьмя опорными эле310

менюми, обеспечинающимн эффективное поглощение вибраций, активный элемент виброзащитного основания, например резинокордная оболочка, обладает значительной диссипацией (энергии), это приводит к полному отсутст ВИЮ возбуждения собственных колебаний рабочей плиты со стороны земли. Применение тонкой плиты в сочетании с жесткой рамой только улучшает ситуацию.

Из практики известно, что в помещениях акустические шумы распространяются от потолка к полу и по какомулибо характерному для данного помещения направлению, например от окна к двери; шумы с другими направлениями имеют значительно меньшую амплитуду.

При традиционном расположении плита возбуждается наиболее мощными акустическими щумами, распространяющимися в плоскости плиты. В предлагаемом устройстве с вертикальным направлением могут возбуждаться лищь оптические элементы. Избежать возбуждения со стороны плоскости рабочей плиты можно правильной ориентацией при размещении устройства. Такой возможности у известных устройств нет. .

Для того, чтобы обеспечить быстрое затухание колебаний рабочей плиты которые могут возникнуть при импульсных воздействиях при случайных касаниях, целесообразно применять четыре виброзащитных опоры, по две с каждой стороны рабочей плиты, как показано на фиг.2. Увеличение числа опорных элементов ведет к снижению давленияна каждой из них, что при использовании пневматических виброзащитных опор ведет к упрощению их конструкции и снижению их массы.

Для уменьшения массы рабочей плиты последняя может быть выбрана достаточно тонкой (например алюминиевая 20-30 мм), но при этом ее необходимо заключить в жесткую раму 4, которая одновременно может выполнять функции опорного элемента, как показано на фиг.З.

Дпя облегчения транспортировки устройства, а также с целью увеличат ния его жесткости виброзащитные основания, -расположенные по сторонам рабочей плиты, могут быть жестко соединены в нижней части. Образующееся при этом пространство между виброзащит7394

иыми основаниями под рабочей плитой может быть использовано для хранения различных оптических элементов и размещения вспомогательных и сервисных приборов и устройств. Вариант та кого исполнения устройства показан на фиг.4, где 5 - элементы жесткой связи виброзащитных опор; 6 - емкост для оптики или приборов.

Предложенное устройство обладает следующими преимуществами.

рбеспечивается возможность построния оптических схем с двух сторон рабочей, плиты, как показано на фиг.7, где 7 - держатели с оптическими элементами.

Обеспечивается удобство в размещении одного или двух лазеров, которые устанавливаются либо на полке, лежащей и закрепленной на рабочей . плите -(при исполнении .устройства в варианте, показанном на фиг,1 и 2), либо на раме, в которую заключена рабочая плита (при варианте исполнения, показанном на фиг.З и 4).. Схема такого расположения лазера 8 шоказана на фиг.8. Выход излучения лазера к оптической схеме осуществляется обычным перископическим устройством (на чертежах не показано). Следует отметить, что такое размещение обеспчивает изоляцию оптической схемы и рабочей плиты от теплового воздействия лазера. Жесткость связи лазера с рабочей плитой обеспечивается естественным образом и весьма .высока.

Обеспечивается, возможность простого и удобного размещения нескольких лазеров, которые в этом случае целесообразно установить с одной стороны рабочей плиты, оптические схемы при этом собираются с другой .стороны, как показано на фиг.9, где

9 - подставки для крепления лазеров. I

Вывод излучения, как -и в предыдущем сл-учае, осуществляется перископическими устройствами.

Подобная компоновка обеспечивает полную изоляцию оптической схемы и рабочей плиты от теплового воздействия лазеров ив то же время оптимальные условия для их охла; щения.

Обеспечивается возможность изоляции оптической схемы от воздушных потоков и акустических шумов. Для этого устройство (фиг.З) достаточно снабдить крьшкой 10, вьшолненной из звукопоглощающего материала, как показано иа фиг.5. Крышка 10 может быть съемной, открывающейся или подъемной. Крьшка может быть герметично закрьюающейся, обеспечивая при этом возможность работы оптической схемы в управляемой атмосфере, что важно при исследовании регистрирующих сред и кристаллов.

Предложенное устройство может быть вьтолнено в виде настенного варианта что обеспечивает возможность создания недорогих устройств для художественной голографии, в том числе и для бытовых целей, и для учебных демонстраций в школах и техникумах, В этом случае виброизолирующие основания крепятся, как показано на фиг.6, непосредственно к стене П.

В предложенном устройстве стносительно аналогов и прототипа обеспечивается большое удобство в работе, так как-оптические элементы располагаются перед исследователем и легко доступны для монтажа и настройки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, состоящее из рабочей плиты, установленной при помощи переходных элементов на виброзащитном основании, закрепляемых на плите держателей оптических эле- ментов и источников евэта, например лазерных, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, повышения жесткости и стабильности рабочей плиты и ее виброзащшценности, снижения массы устройства и улуч-. щения условий работы с ним, рабочая . плита расположена вертикально и установлена на виброзащитнрм основании с помощью переходных элементов, размещенных в ее верхней части.

Г

Фиг.5