精密的光學(xué)實驗依賴于可靠定位的穩(wěn)定性，工作區(qū)域內(nèi)及附近的振動會造成光學(xué)部件間的相對運動，從而產(chǎn)生不可接受的偏移，這些偏移會導(dǎo)致：采集的圖像模糊、光斑偏移造成無法采集數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)等現(xiàn)象（參見圖1），所以光學(xué)平臺的選擇對于提升實驗精度，起著至關(guān)重要的作用。

                                                                   圖1. 光學(xué)平臺振動引起的偏移
         
         影響光學(xué)平臺隔振效果的因素很多，比如：臺面材料、結(jié)構(gòu)、物理尺寸（包括長厚比等）、支架的結(jié)構(gòu)和隔振材料等等；光學(xué)平臺振動的計算和仿真非常復(fù)雜，現(xiàn)在較先進(jìn)的手段是利用ESPI技術(shù)（Electronic Speckle Pattern Interferometry），電子散斑干涉技術(shù)，也稱為TV全息攝影術(shù)(TV Holography)或數(shù)字全息術(shù)(Digital Holography)）或動力學(xué)仿真軟件（如：ADAMS等）建立多體動力學(xué)仿真模型來進(jìn)行分析。
        精密隔振系統(tǒng)可以用圖2所示的動力學(xué)模型來表示。其中m為精密隔振系統(tǒng)的質(zhì)量、k為等效剛度系數(shù)、c為黏性阻尼系數(shù)，對于確定的隔振系統(tǒng)，這三個量是常數(shù)。x為精密隔振平臺的振動位移（指豎直方向的位移）；x0為基礎(chǔ)干擾位移（指外界振動）；fd為作用于精密隔振系統(tǒng)的直接干擾；u為作用于隔振系統(tǒng)的主動控制力。在基礎(chǔ)干擾和直接干擾的同時作用下，隔振系統(tǒng)的動力學(xué)方程可以表示為下式：
                                                   
                                                        
                                                               圖2. 隔振系統(tǒng)動力學(xué)模型
         對于被動隔振系統(tǒng)（無fd和u），上述動力學(xué)方程可以簡化為：
                                                            
        對于被動隔振系統(tǒng)（阻尼隔振平臺），振動系統(tǒng)隔振性能好壞通�？梢酝ㄟ^振動傳遞率來加以評價，振動傳遞率是指通過隔振裝置后傳遞到基礎(chǔ)上的力的幅值與作用在振動系統(tǒng)上的激振力的幅值之比。經(jīng)過計算，上述被動隔振系統(tǒng)的振動傳遞率TDp為：
                                                      

上式簡化后，可知TDp和ω/ωn及ξ的關(guān)系為：
                                                                 
式中，ω為基礎(chǔ)振動頻率；ωn為系統(tǒng)固有頻率；ξ為阻尼比（剛性越高的材料，其阻尼比越小，如：鋼的阻尼比一般為；0.0001～0.0006，而橡膠材料一般范圍為0.2～5）。為了達(dá)到隔振目的，即TDp應(yīng)≤1，分析上式可以知道，當(dāng)：
    1.ω/ωn＜1時，比值越接近1，振動傳遞率越大，隔振效果越差；
    2.ω/ωn＝1時，即固有頻率和基礎(chǔ)振動頻率相同時，振動傳遞率達(dá)到*，換句話說，此時平臺臺面達(dá)到共振水平，振動傳遞率*大，隔振效果*差；
    3.當(dāng)1＜ω/ωn＜    時，隨著比值的增加，振動傳遞率數(shù)值變小，隔振效果逐步增大；
    4.當(dāng)ω/ωn＝  時，振動傳遞率為1，系統(tǒng)的隔振效果達(dá)到一定水平，平臺起到一定的隔振作用；
    5.當(dāng)ω/ωn>    時，振動傳遞率緩步降低，隔振效果隨之緩步增加。但實際上，由于基礎(chǔ)振動頻率是確定的，若想大幅提升比值ω/ωn，所以只能將系統(tǒng)的固有頻率做到很小，這是非常非常困難的。
    6.選擇合適的阻尼比可以在系統(tǒng)發(fā)生共振時，使自由振動很快消失，抑制沖擊和振動對設(shè)備的影響。為了降低系統(tǒng)傳遞率，應(yīng)當(dāng)在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)增加系統(tǒng)阻尼比。
結(jié)合上述的分析，我們?nèi)∠到y(tǒng)阻尼比為1，若基礎(chǔ)振動頻率在10～50Hz（日常情況下），此時選擇ωn ≤ ω/      
  即阻尼隔振的光學(xué)平臺固有頻率ωn≤7~35Hz時，隔振效果較好。
         對于氣浮式被動隔振系統(tǒng),情況有所不同,氣浮平臺（或稱空氣彈簧）支撐腿內(nèi)的結(jié)構(gòu)如圖3:
                                                                             
                                                               圖3. 氣浮平臺支撐腿內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        空氣彈簧的共振頻率低、行程短，承載能力高，是一種比較理想的隔振解決方案。*簡單的空氣彈簧只有一個氣缸，當(dāng)振動發(fā)生在10Hz以下時，就需要有一個更復(fù)雜的垂直增強隔離氣室的設(shè)計。垂直增強隔離氣室是通過一個雙腔體的空氣彈簧來實現(xiàn)的。上層的腔體通過阻力減振器與下層容器相連，壓縮空氣受力時，通過阻力減振器，并產(chǎn)生摩擦力以起到減振的作用。
    部分實驗和裝置中，除了垂直方向的振動隔離，還要求增強水平方向的振動隔離。水平方向的振動頻率通常在1~10Hz，可以增加隔離水平振動的元件來有效的消除。但也有部分資料顯示，水平方向的振動，對實驗精度的影響不大，水平方向的隔振效果，通常作為參考指標(biāo)。
    經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計算和簡化，氣浮隔振平臺的固有頻率ωn為：
                                                                     
r為空氣比熱；
         g為重力加速度；
         A為活塞的有效橫截面積；
         V為氣缸體積；
    從上式可以知道，氣浮隔振平臺的固有頻率同活塞的有效橫截面積成正比，同氣缸的體積成反比。所以為了降低氣浮平臺的固有頻率（提升氣浮平臺的隔振效果），通�？梢杂迷龃髿馐胰莘e或減少活塞的有效橫截面積來實現(xiàn)。
    從結(jié)構(gòu)上來看，卓立的光學(xué)平臺主要分為臺面和支架兩部分，所以光學(xué)平臺的隔振性能取決于臺面本身的隔振性能和支架的隔振性能，總體上說，光學(xué)平臺的減振，是通過三個方面來實現(xiàn)：
    1.隔振支架：通常，阻尼隔振支架能將外界振動（通常為50~200Hz）減少一個數(shù)量級，而性能優(yōu)異的空氣阻尼（或稱空氣彈簧）隔振支架可以將振動減少兩個數(shù)量級；
    2.臺面物理性能：要求臺面有一定的剛性而且較輕，這樣的臺面可以有效減少共振時的振幅，這一點在后面闡述；
    3.臺面內(nèi)部結(jié)構(gòu)：臺面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，除了負(fù)責(zé)減輕支架未能消除的外界振動外，對于降低或消除因臺面上的沖擊和相對運動引起的振動，起到至關(guān)重要的作用；
臺面:
    光學(xué)平臺的臺面通常采用：上臺面+支撐結(jié)構(gòu)+下底面的三層夾心式結(jié)構(gòu)，上臺面和下底面的材料、加工精度、厚度等情況各個廠家均有所不同，但根據(jù)上述介紹的情況，上下臺面的板材并不是越厚越重越好。在保持一定剛性的前提下，光學(xué)平臺的上下臺面的板材較輕時，可以降低響應(yīng)時間。
    光學(xué)平臺臺面的設(shè)計，需要遵循一定的長厚比，一般取10：1左右，原則上不建議低于7：1或高于15：1；
    但對于臺面的隔振性能影響，*容易被忽略也是*重要的是內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)！國內(nèi)的光學(xué)平臺，多采用“米字形”或“井字形”支撐結(jié)構(gòu)，國外的產(chǎn)品多采用真蜂窩支撐結(jié)構(gòu)，經(jīng)卓立長時間、多方面的研究和驗證，真蜂窩的支撐結(jié)構(gòu)能更加有效的提高臺面的隔振效果。
                                                                          
支架:
    光學(xué)平臺的支架包括阻尼式結(jié)構(gòu)和氣浮式（或稱空氣彈簧、空氣阻尼）結(jié)構(gòu)，通常阻尼式結(jié)構(gòu)使用范圍較廣，但對于低頻（通常小于10Hz）振動，效果一般，甚至有可能引起共振。所以材料的選用，設(shè)計尺寸、厚度等細(xì)節(jié)決定阻尼式結(jié)構(gòu)支撐的效果；
    對于隔振要求較高的領(lǐng)域，氣浮式結(jié)構(gòu)支撐，無疑是一個較好的解決方案，但氣室的結(jié)構(gòu)、大小、布局、氣囊的性能、氣動元件的靈敏度和響應(yīng)速度等諸多因素，影響了光學(xué)平臺*終的隔振效果。
    對于氣浮式平臺，負(fù)載發(fā)生變化時，為了保持較好的隔振效果，通�？梢酝ㄟ^兩個辦法：*，改變空氣壓力，改變空氣壓力，相當(dāng)于改變了空氣彈簧的彈性系數(shù)，但僅限于一定氣壓范圍內(nèi)（一般為3～7kgf），而且空氣壓力的改變對于負(fù)載能力和隔振效果而言，也不是線性變化的，所以這并不是*有效的辦法；第二，對彈力起決定性作用的，是空氣彈簧的行程。但上面提到過，空氣彈簧的行程較短，當(dāng)光學(xué)平臺的負(fù)載頻繁變化時，就需要有一個可進(jìn)行高度調(diào)整的機構(gòu)，參照圖4，來使空氣彈簧維持在一定的伸縮量，以維持*優(yōu)的隔振效果。
                                                                     
                                                                             圖4. 氣浮平臺的高度調(diào)整機構(gòu)

光學(xué)平臺相關(guān)的名詞解釋
        固有頻率（Natural frequency）：
        平臺振動的周期或頻率與初始（或外界）條件無關(guān)，而只與系統(tǒng)的固有特性有關(guān)，稱為光學(xué)平臺的固有頻率或者固有周期。通常來說，固有頻率越低，系統(tǒng)的隔振性能就越強。
        達(dá)到物體的固有頻率，通常會引起共振，往往不是好事，甚至?xí)�產(chǎn)生嚴(yán)重后果，比如：正常人體的固有頻率為7.5Hz左右，其中各部分又有自己的固有頻率。如內(nèi)臟為4~6Hz，頭部為8~12Hz等。正是由于這個原因，次聲波對人體有很大的損傷。
         固有頻率分為水平方向和豎直方向，通常來說豎直方向的固有頻率對整體隔振性能的影響，起到?jīng)Q定性作用。
         振動恢復(fù)時間（Damping Settling Time）：
         也叫衰減周期，是指：某一點開始振動到恢復(fù)到初始狀態(tài)所需要的*短時間。若把光學(xué)平臺簡化為彈簧振子，由彈簧振子的回復(fù)力表達(dá)式計算表明，彈簧振子的周期公式為：
                                                           
上式分析可知：若要縮短光學(xué)平臺的振動恢復(fù)時間，通常有兩個辦法：
    1.增大彈簧的彈性系數(shù)k，對于阻尼隔振平臺，可以換用材質(zhì)較硬的阻尼材料；對于充氣平臺，可以適度增加空氣壓力；
    2.控制光學(xué)平臺臺面的質(zhì)量，在不影響剛度的前提下，臺面質(zhì)量越輕，振動恢復(fù)時間越短，隔振效果就越好；卓立的光學(xué)平臺，采用優(yōu)質(zhì)鐵磁不銹鋼，上臺面鋼板厚度為4～6mm，在確保系統(tǒng)剛性的前提下，整體重量適中，可充分發(fā)揮出平臺優(yōu)秀的隔振性能；

平面度（Surface Flatness）：
    光學(xué)平臺的平面度，通常是指單位面積內(nèi)，被測實際表面相對其理想平面的變動量。通常國外光學(xué)平臺的平面度指標(biāo)為：±0.1mm～0.15mm/600mm×600mm或±0.1mm/0.25m2，卓立的光學(xué)平臺，通過精密磨削工藝，將平面度指標(biāo)提高到0.02～0.05mm/600mm×600mm。
    但嚴(yán)格意義上來說，光學(xué)平臺平面度，對于隔振性能，沒有任何幫助，甚至若為了追求高平面度，往往會犧牲掉光學(xué)平臺的隔振性能。原因如下：
        1.我們知道，光學(xué)平臺臺面，若為達(dá)到高平面度，通常需要反復(fù)磨削，在加工過程中，多次磨削容易使材料產(chǎn)生形變，為了減少形變，通常要加厚臺面，但我們從振動恢復(fù)時間的說明已經(jīng)知道，臺面加厚質(zhì)量增加，平臺的振動恢復(fù)時間往往成倍（甚至幾倍）增加，在很多精密光學(xué)實驗中，這是不可接受的。
        2.光學(xué)平臺的磨削是有極限的，這個加工的極限一般是在±0.01mm/600mm×600mm左右，換算成平方米大約為：±0.03mm/m2，但這個平面度，同大理石平臺的平面度相差甚遠(yuǎn)，我們知道，大理石平臺根據(jù)平面度指標(biāo)一般分為：000級（平面度≤3µm/m2）、00級（平面度≤5µm/m2）、0級（平面度≤10μm/m2），換句話說，平面度*好的光學(xué)平臺，同*低等級的大理石平臺相比，平面度還低一個數(shù)量級，所以若您需要高平面度的臺面，強烈建議您選購大理石平臺；
        3.光學(xué)平臺的平面度在使用時，實際意義不大。我們以完全平的臺面（實際上是不可能的）來看，若長×寬×厚為：2000×1000×200mm，調(diào)整水平時水平儀的*小刻度為±30′，實際的水平方向調(diào)整精度通常比*小刻度小一個量級左右，若我們?nèi)?′來計算，長度方向取2000mm，那么，實際上臺面長度方向兩端的高度差＝2000×tan（5′）≈2.9mm，也就是說，就算平面度為0的2米長的臺面，調(diào)整水平后，臺面長度方向兩端的高度差大概為2.9mm，所以實際使用情況中，平面度的指標(biāo)意義不大；
        4.對于平臺上的光學(xué)元件來說，平面度引起的高度差，通�？梢院雎圆挥�，若確有必要考慮高度差，則完全可以通過卓立精密調(diào)整的位移臺來實現(xiàn)；
    綜上所述，光學(xué)平臺的平面度，同光學(xué)平臺的隔振性能不相關(guān)，只能做為光學(xué)平臺的一個輔助指標(biāo)，供參考。
    振幅（Amplitude）：
    振動物體離開平衡位置的*大距離叫振動的振幅。振幅在數(shù)值上等于*大位移的大小。對于光學(xué)平臺系統(tǒng)，臺面受外力作用時，離開平衡位置的*大距離，同光學(xué)平臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、受力大小、受力的位置、瞬時加速度、速度、持續(xù)時間、臺面的剛性、隔振系統(tǒng)的阻尼比等諸多因素有著非常復(fù)雜的非線性函數(shù)關(guān)系，如果標(biāo)稱振幅的具體指標(biāo)，需要注明上述特定的實驗條件，否則振幅的指標(biāo)，變得沒有意義。比如：對于阻尼隔振的光學(xué)平臺，振幅通常在微米量級，而氣浮式隔振平臺，振幅通常為毫米量級甚至是厘米量級。卓立及國外廠商的光學(xué)平臺并未標(biāo)稱光學(xué)平臺振幅的指標(biāo)。
    表面粗糙度（Surface Roughness）：
    有部分廠家，在光學(xué)平臺的指標(biāo)中，標(biāo)稱表面粗糙度的概念，往往存在一些誤導(dǎo)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3505-2000中規(guī)定了評定表面粗糙度的各種參數(shù)，其中常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra。輪廓算術(shù)平均偏差Ra是指在取樣長度內(nèi)，沿測量方向(z方向)的輪廓線上的點與基準(zhǔn)線之間距離絕對值的算術(shù)平均值。若只標(biāo)稱Ra的數(shù)值，但并未公布取樣長度，這樣的數(shù)值標(biāo)稱變得毫無意義，而且有誤導(dǎo)消費者的可能。
     比如說：標(biāo)稱表面粗糙度為：0.5~0.8µm，但若取樣長度分別為10mm、1mm和0.1mm，實際上表面粗糙度的差別可達(dá)百倍！
    根據(jù)GB1031的推薦值，取樣長度若取0.25mm時，精密及超精密加工表面的表面粗糙度Ra＞0.02～0.1µm；當(dāng)取樣長度取0.8mm時，普通精加工表面Ra＞0.1~2µm。根據(jù)上述說明，取樣長度為0.8mm，表面粗糙度為0.5~0.8µm時，表面加工精度屬于一般水平。卓立的光學(xué)平臺，表面粗糙度實測指標(biāo)均符合GB1031中推薦標(biāo)準(zhǔn)。
    另外，表面粗糙度通常是評定（小型）零件表面質(zhì)量的指標(biāo)，屬于微觀幾何形狀誤差。加工表面的粗糙度是加工過程中多種因素(機床刀具工件系統(tǒng)、加工方法、切削用量、冷卻潤滑液)共同作用的結(jié)果。這些因素的作用過程相當(dāng)復(fù)雜，而且是不斷變化的。所以用不同加工方法或在同樣加工方法、同樣加工條件下加工出來的同一批零件，不同表面不同部位其粗糙度值也不完全相同。而且同上面介紹的平面度概念一樣，它同光學(xué)平臺的隔振效果沒有關(guān)系，卓立及國外廠商的光學(xué)平臺并未標(biāo)稱表面粗糙度的指標(biāo)。
撓度（Flexibility)：撓度是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸線或中面由于彎曲引起垂直于軸線或中面方向的線位移。對于細(xì)長物體或薄物體，撓度是在受力后彎曲變形程度的度量。細(xì)長物體（如梁或柱）的撓度是指在變形時其軸線上各點在該點處軸線法平面內(nèi)的位移量。薄板或薄殼的撓度是指中面上各點在該點處中面法線上的位移量。通俗地講，撓度就是構(gòu)件的豎向變形。
    撓度系數(shù)同剛性系數(shù)、抗拉強度、楊氏彈性模量等類似，是標(biāo)稱材料特性的一個常數(shù)，對于光學(xué)平臺而言，其它因素相同只有厚度不同的情況下，鋼板越厚，撓度越小。卓立的光學(xué)平臺臺面為三層夾心結(jié)構(gòu)，上臺面厚度4~6mm，采用鐵磁不銹鋼材質(zhì)時，*大動撓度系數(shù)（Maximum Dynamic Deflection Coefficient）一般小于
2~4×10-3。
*大相對位移
（Maximum Relative Motion Value）：
        光學(xué)平臺中提到的*大相對位移有別于精密位移臺中的相關(guān)概念，通常光學(xué)平臺的*大相對位移指標(biāo)，是指在特定的測試條件和環(huán)境中，臺面本身的變形量。比如是在一個隔離了外界振動的環(huán)境中，放置負(fù)載和空載情況下，通過平面度檢測儀測量臺面的變形。臺面的尺寸，通常取300mm×300mm，負(fù)載安置在此面積的中心位置，負(fù)載也有一定的要求（比如取100公斤）。
    光學(xué)平臺的*大相對位移值，主要同平臺的結(jié)構(gòu)和材料剛性相關(guān)，在同樣測試條件，且光學(xué)平臺的結(jié)構(gòu)和材料相近的情況下，*大相對位移的值相差不大。卓立漢光的光學(xué)平臺臺面，采用三層夾心結(jié)構(gòu)，上臺面厚度4~6mm，采用鐵磁不銹鋼材質(zhì)，此時測試的*大相對位移，在10-7mm量級，同國外同類產(chǎn)品指標(biāo)相近。
重復(fù)定位精度（Repeatability）：
    光學(xué)平臺中的重復(fù)定位精度同精密位移臺中概念不同，光學(xué)平臺的重復(fù)定位精度，是指在空載和在一定條件下加上負(fù)載并去除負(fù)載，光學(xué)平臺*終穩(wěn)定后的高度差。這個指標(biāo)同負(fù)載的大小、加載的位置、加載時的速度、加速度、卸載時的速度、加速度等等指標(biāo)有很大的關(guān)系，對于充氣式平臺，還有一個重要前提，就是加載前后，氣囊中空氣的壓力、溫度和質(zhì)量不發(fā)生變化。卓立的光學(xué)平臺，在上述各種條件符合特定要求時，測試出阻尼式平臺的重復(fù)定位精度，為微米量級，而氣浮式平臺的重復(fù)定位精度一般為亞毫米量級。
    光學(xué)平臺的檢驗說明：
    我公司具有檢測光學(xué)平臺的設(shè)備和能力，主要設(shè)備包括：刀口尺、平面度檢測儀（0.01~0.001mm/m）、振動頻率檢測儀（0.06~1000Hz）等，參見圖5.
                                                

        但光學(xué)平臺的檢驗，對于檢驗設(shè)備和檢驗環(huán)境的要求較高，我們不提供出貨以后的精度檢驗服務(wù)。詳情請聯(lián)系相關(guān)（銷售）人員或參照電移臺綜合介紹部分中的相關(guān)檢驗說明。