一种光学平台及应用有该光学平台的光学系统的制作方法

本发明涉及光学实验设备的领域，尤其是一种光学平台，以及一种应用有该光学平台的光学系统。

背景技术：

1、光学平台，又称光学面包板、光学桌面、科学桌面、实验平台。光学平台广泛应用于光学、电子、精密机械制造、冶金、航天、航空、航海、精密化工和无损检测等领域，以及其他机械行业的精密试验仪器、设备振动隔离的关键装置中。

2、光学平台追求水平，其加工的时候整个台面是极平的，台面上布满成正方形排列的工程螺纹孔，用这些孔和相应的螺丝可以固定光学元件。

3、目前大多数的光学平台采用金属制成，如碳钢制成，但是碳钢容易生锈保养不易。其他也有采用不锈钢的材质，但其加工延展性决定了光学平台的平面度较差。同时，在光学平台的使用过程中，由于磕碰等原因，容易在平台上表面造成凹陷，由于金属具有延展性，磕碰造成的凹陷，同时也会形成表面的凸起，小的凹陷对上方光学定位块的定位产生影响，仅微小的凸起或者毛刺，就会对光学定位块的定位产生严重干扰。

技术实现思路

1、本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种能够提高机械性能的光学平台。

2、本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述光学平台的光学系统。

3、本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种光学平台，其特征在于：包括基板和由脆性材料制成的光学面板，所述光学面板设置在基板上，所述光学面板的上表面呈平面。

4、优选的，光学面板和基板之间的固定方式为，所述光学面板通过胶粘、机械或者光学键合的方式与基板的上表面固定。

5、进一步地，光学平台也可以为三层的分层结构，所述光学平台还包括光学平板和压块，所述光学平板位于基板下方并且在水平面上的投影覆盖基板和光学面板，所述压块与光学平板上位于基板外周的部分固定，所述压块还压紧在光学面板的上表面靠近边缘的位置，由此压块将光学面板、基板和光学平板固定。

6、为确保压块和光学面板之间的压紧，所述压块和光学面板之间设置有弹性体。

7、本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种光学系统，其特征在于：应用有如上所述的光学平台。

8、为便于在光学平台上进行实验操作，同时提高光学系统的灵活性，所述光学系统还包括用于设置光学仪器或光学元件的定位块，所述定位块设置在光学面板的上表面，所述基板和/或光学面板能够与定位块可拆卸连接，所述基板和定位块之间的连接为直接或间接地连接。

9、根据本发明的一个方面，为便于定位块和基板间接连接，所述光学面板包括至少两个面板模块，所述定位块设置在面板模块上，各面板模块间隔地布置在基板上而拼接成光学面板，相邻的面板模块之间形成凹槽，所述凹槽由光学面板的上表面朝向基板的方向凹陷，所述凹槽内嵌入有用于与定位块连接的固定件，所述固定件低于光学面板的上表面，所述固定件与基板固定。

10、根据本发明的另一个方面，为便于定位块和基板间接连接，所述光学面板上形成有凹槽，所述凹槽由光学面板的上表面朝向基板的方向凹陷，所述凹槽内嵌入有用于与定位块连接的固定件，所述固定件低于光学面板的上表面，所述固定件与基板固定。

11、优选的，为便于定位块各侧与基板的连接，所述凹槽包括成角度布置的多个第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽均为阵列布置，各第一凹槽布置在相邻的两个第二凹槽之间，各第二凹槽布置在相邻的两个第一凹槽之间，所述定位块设置在相邻两行的两个第一凹槽和相邻两列的两个第二凹槽围成的区域处。

12、根据本发明的一个方面，所述光学面板和定位块之间通过磁吸的方式固定。

13、优选的，所述光学面板上开设有第一定位孔，所述定位块包括底座，所述底座上开设有第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔的其中一个内嵌入磁铁，所述第一定位孔和第二定位孔的另一个内嵌入磁吸材料。

14、为更好地确保各定位块的定位和系统的稳定，所述定位块具有至少两个并且相邻布置，相邻的定位块之间磁吸吸附。

15、优选的，定位块之间实现磁吸的方式为，每个定位块还包括第一固定块和第二固定块，所述底座的每个侧壁上形成有第一缺口，所述侧壁是指底座的横截面的边所在的壁面，所述第一缺口由底座的侧壁表面向底座内部方向凹陷而形成；所述第一固定块设置在底座的上方，所述第一固定块的每个侧壁上形成有与第一缺口对应的第二缺口，所述第一缺口和第二缺口连成一体，所述第二固定块嵌入在第一缺口和第二缺口处，所述第二固定块与第一固定块固定，所述第二固定块远离第一缺口和第二缺口的外表面上开设有至少两个定位槽，其中一个定位槽内嵌入磁铁，而另一个定位槽内嵌入磁吸材料，使得每个定位块的第二固定块与相邻定位块的第二固定块之间磁吸吸附。

16、为避免磁吸的机构影响定位块的定位，确保定位精度，所述底座的每个侧壁位于第一缺口两侧的位置构成基准面，所述基准面为平面，所述第二固定块相对基准面内缩一定的距离，相邻的定位块之间相应的基准面互相抵接，所述第二固定块的底面高于底座的底面。

17、为避免磁吸的机构对定位块侧向形成拉力，嵌入磁吸材料的定位槽的尺寸大于嵌入磁铁的定位槽。

18、为进一步提高定位块设置的稳定性，所述光学系统还包括靠体，所述靠体布置在光学面板的上表面靠近边缘的位置，所述定位块具有至少两个并且能够与靠体朝向光学系统中间的一侧抵接，相邻的定位块互相抵接；所述底座的每个侧壁上形成有第一缺口，所述侧壁是指底座的横截面的边所在的壁面，所述第一缺口由底座的侧壁表面向底座内部方向凹陷而形成；所述光学系统还包括固定连接件和顶珠螺丝，所述固定连接件仅设置在定位块的不与靠体以及其他定位块接触的自由壁面上，所述顶珠螺丝从固定连接件的侧面拧入从而与底座的第一缺口的底面抵紧，使得相邻的定位块相互之间、定位块和靠体之间均抵紧。

19、根据本发明的另一个方面，定位块和光学面板之间通过压紧的方式固定，所述定位块包括底座、固定连接件和顶珠螺丝，所述固定连接件与基板直接或间接地可拆卸连接，所述固定连接件设置在底座的侧面并且至少部分位于底座的上方，所述顶珠螺丝由上至下穿过固定连接件并且与底座的上表面抵紧，由此使得定位块与光学平台压紧。

20、根据本发明的另一个方面，定位块和光学面板之间通过外部部件以磁吸的方式固定，所述光学面板上开设有第一定位孔，所述定位块包括底座，所述底座上开设有第二定位孔；所述定位块上设置有用于设置光学元件的转接座，所述转接座具有支脚，所述支脚为带磁的金属件，所述支脚从底座的上表面通过第二定位孔向下穿入到光学面板的第一定位孔中，所述支脚与设置在第一定位孔内的磁铁磁吸固定。

21、根据本发明的另一个方面，定位块和光学面板之间通过真空吸附的方式固定，所述定位块的底面与光学面板的上表面贴紧，所述光学面板内形成有中空的内腔，所述内腔贯穿光学面板的上表面，所述内腔连通到真空泵，从而通过抽真空而吸附定位块。

22、为进一步提高定位块的定位精度和稳定性，所述光学系统还包括靠体，所述靠体布置在光学面板的上表面靠近边缘的位置，所述定位块具有至少两个并且能够与靠体朝向光学系统中间的一侧抵接，相邻的定位块互相抵接。

23、为便于靠体和定位块之间施加作用力而稳定地抵接，与靠体抵接的各定位块和相应的靠体之间磁吸吸附。

24、与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置分层式的光学平台结构，将上方的光学面板利用脆性材料制成，能够确保优良的表面平整度，在保留传统光学平台优势的前提下，可以大幅提高光学平台的机械性能，从而大大提高应用的光学系统的稳定性，便捷性；此外，由于光学面板利用脆性材料制成，膨胀系数较小，也跟传统光学元件的膨胀系数匹配，可以大幅提高应用的光学系统的温度稳定性；光学系统的定位块，利用紧固件、磁吸、真空、压紧等方式与光学平台固定，也可以大大提高光学系统的稳定性和灵活性。