Mesa óptica

Una mesa óptica es una plataforma de control de vibraciones que se utiliza para soportar sistemas empleados en experimentos relacionados con láser y óptica en ciencia , ingeniería y fabricación . Las superficies de estas mesas están diseñadas para ser muy rígidas con una deflexión mínima para que la alineación de los elementos ópticos se mantenga estable en el tiempo. ^{[ 1 ]} Muchos sistemas ópticos requieren que la vibración de los elementos ópticos se mantenga pequeña. Como resultado, las mesas ópticas suelen ser muy pesadas e incorporan características de aislamiento y amortiguación de vibraciones en su estructura. Muchas utilizan aisladores neumáticos que actúan como filtros mecánicos de paso bajo , reduciendo la capacidad de las vibraciones en el suelo para causar vibraciones en la superficie de la mesa. ^{[ 2 ]} Las mesas ópticas que utilizan aisladores neumáticos a veces se denominan mesas de aire .

La superficie de una mesa óptica suele ser de acero inoxidable con una cuadrícula rectangular de orificios roscados en unidades métricas o imperiales:

• Sistema métrico: M6 en una  cuadrícula de 25 mm
• Sistema imperial: ¼"-20 UNC en una  cuadrícula de 1" (25,4 mm).

Las plataformas , bancos y rieles ópticos son estructuras más sencillas que cumplen una función similar a la de las mesas ópticas. Se utilizan en la docencia, la investigación y el desarrollo , y a veces también para soportar sistemas ópticos alineados permanentemente en dispositivos terminados, como los láseres.

En los sistemas ópticos, especialmente en aquellos que utilizan interferometría , la alineación de cada componente debe ser extremadamente precisa, con una exactitud de hasta una fracción de longitud de onda , generalmente de unos pocos cientos de nanómetros . Incluso pequeñas vibraciones o tensiones en la mesa sobre la que se colocan los elementos podrían provocar el fracaso total de un experimento. Por lo tanto, se requiere una mesa extremadamente rígida que no se mueva ni se flexione, incluso bajo cargas o vibraciones variables. La superficie de la mesa también debe ser bastante plana para permitir que los soportes ópticos de precisión hagan buen contacto con ella sin oscilar y para facilitar el montaje del sistema óptico.

Una alternativa a una mesa óptica es una placa de pruebas óptica . Algunos sistemas ópticos utilizan placas de pruebas de aluminio macizo para su posterior integración en un sistema más grande con algún tipo de control de vibraciones. La mayoría de las placas de pruebas ópticas están construidas con láminas de acero, aluminio o fibra de carbono con estructura de panal y se pueden colocar sobre una mesa o banco de trabajo común. Las placas de pruebas no son tan buenas como las mesas ópticas, pero pesan menos y son adecuadas para sistemas ópticos pequeños que no requieren niveles extremadamente altos de estabilidad mecánica. Su bajo peso permite apoyar estas mesas sobre resortes neumáticos blandos que reducen las vibraciones provenientes del suelo, aunque esto aumenta las vibraciones debidas al ruido acústico .

La estructura de panal reduce la flexión debida al propio peso de la placa de pruebas, lo que permite inclinarla y, mediante la aplicación de fuerzas a través de los soportes de resorte flexibles, acelerar la mesa en su conjunto sin desalineación. Por lo tanto, las placas de pruebas pueden utilizarse en aplicaciones móviles, como en aviones. Además, se puede atornillar una placa de pruebas a una mesa óptica, ensamblar un módulo del experimento sobre ella y, posteriormente, transferir el módulo completo a otra mesa sin necesidad de realinear los componentes de la placa de pruebas. Del mismo modo, los dispositivos ópticos personalizados se ensamblan y alinean sobre placas de pruebas, que luego se embalan y se envían al cliente.

Un banco óptico o riel óptico es un componente sencillo que proporciona una guía lineal (o a veces curva) para montar elementos ópticos. Se utilizan con frecuencia para experimentos simples, especialmente para demostraciones en el aula. Estos rieles suelen ser de acero y están diseñados para ser muy rígidos, con características que permiten atornillar los soportes de los componentes ópticos y desplazarlos fácilmente a lo largo del riel. Los rieles son comunes en sistemas láser donde el haz se desplaza sobre un solo eje.

Un ejemplo más sofisticado es el banco óptico toroidal de cerámica de carburo de silicio en la nave espacial Gaia (ilustrado), que soporta varios instrumentos ópticos. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

• Sistema de jaula óptica

• Simulador de mesa óptica
• Fundamentos del aislamiento de vibraciones para mesas ópticas. Archivado el 17 de julio de 2011 en Wayback Machine.