Sistema de jaula óptica

Un sistema de jaula óptica es un sistema optomecánico que se utiliza para ensamblar elementos ópticos, como lentes y espejos, en una estructura rígida. Los sistemas ópticos construidos de esta manera pueden ser más compactos que los que se logran con una mesa óptica , y el sistema ofrece mayor flexibilidad que un riel óptico . Un sistema de jaula permite a los ingenieros ópticos e investigadores crear sistemas autónomos similares a instrumentos, sin necesidad de mecanizar piezas a medida. Son útiles para la docencia y la investigación, así como para la creación rápida de prototipos de nuevos diseños ópticos.

Un sistema típico de jaula óptica consiste en montar cada elemento óptico en una placa. Unas varillas delgadas insertadas a través de orificios en las placas permiten montar varias placas en serie, con los elementos ópticos alineados a lo largo de un eje común. Diversos componentes permiten diseños más complejos, incluyendo trayectorias ópticas que giran en las esquinas y elementos ajustables.

El desarrollo de sistemas de jaulas ópticas comenzó con los " conjuntos de montaje óptico ": juguetes educativos diseñados para niños. Estos kits de plástico moldeado por inyección permitían al niño construir diversos instrumentos ópticos, como un telescopio , un microscopio y un espectroscopio . En 1976, Spindler & Hoyer presentó en Alemania un avanzado conjunto de montaje óptico llamado Microbench. ^{[ 1 ]} Este consistía en  placas de montaje cuadradas de 40 × 40 mm con  orificios de 25 o 30 mm en el centro y cuatro  orificios de 6 mm alrededor de los bordes. Si  se fijaban cuatro varillas de 6 mm en las esquinas, una segunda placa de montaje podía deslizarse a lo largo de las varillas y fijarse en cualquier punto mediante tornillos de fijación . Al fijar lentes individuales dentro de cada placa de montaje, se podía construir un telescopio. Spindler & Hoyer introdujo un sistema más grande para la construcción de experimentos ópticos de mayor envergadura: este se denominó Macrobench y consistía en placas de montaje de 150 × 150 mm capaces de fijar elementos ópticos  de hasta 110 mm. ^{[ 2 ]} Las varillas eran más grandes (20 mm de diámetro) y huecas. Al combinar estas placas de montaje, se podían construir experimentos ópticos de mucha mayor precisión, como un interferómetro , etc.  

En 1995, Thorlabs simplificó el diseño del Microbench eliminando los orificios de los conectores de esquina y lo ofreció a un precio más económico. Se denominó Sistema de Jaula. Esto hizo que el producto se popularizara mucho más en todo el mundo.

En 1994, Ali Afshari introdujo un sistema alternativo llamado Optoform. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Este sistema utilizaba placas de montaje redondas en lugar de las cuadradas empleadas por otros sistemas, lo que permitía una fabricación rentable mediante tornos CNC con herramientas motorizadas. La forma circular también permite montar las placas en múltiples ángulos, en lugar de solo en incrementos de 90°, y sujetar elementos ópticos en tres puntos separados 120°, en lugar de cuatro. Esto facilita la inserción y extracción de componentes ópticos. Desde entonces, su inventor original, Ali Afshari, ha continuado desarrollando Optoform, haciéndolo más versátil y asequible. La filosofía de Optoform y sus aplicaciones se han difundido a través de su sitio web optoform.com y una revista trimestral de 40 páginas llamada "Optomechanix". Optoform ha entrado en una nueva era con el anuncio de su sistema de nueva generación, "Optoform II". Siguiendo el legado de Optoform I, la nueva patente de Optoform, US20220099907A1, cuenta con 23 ilustraciones que abarcan sus ideas revolucionarias para la industria óptica.

Los sistemas de jaulas han sido utilizados por centros de investigación y universidades de todo el mundo para construir experimentos de espectroscopia , microscopía de generación de tercer armónico , configuraciones de fibra óptica , instrumentos biomédicos , aparatos de cirugía ocular, telescopios, interferómetros estelares , sistemas de imágenes, experimentos de vacío, etc. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

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