Вузол юстирування сферичного дзеркала
Authors: Омельченко О. , Дубнюк В. , Горобець О. 
Published: December 2023

При розробці оптичних систем дуже часто постає проблема здійснення юстирування окремих оптичних деталей. Зрозуміло, що конструкція вузла юстирування залежить від великої кількості факторів, зокрема, від призначення та форми оптичної деталі, від її розташування у оптичній системі, а головне, які рухи має здійснювати оптична деталь в процесі юстирування.

Таким чином, у кожному конкретному випадку вузол юстирування матиме свою унікальну конструкцію і кількість можливих варіантів конструкційного рішення може бути безліч. Наприклад, при проектуванні оптичної системи освітлювального приладу постало завдання розробити конструкцію вузла закріплення сферичного дзеркала, яке вже було раніше використано у оптичній системі. У згадуваній роботі було поставлено завдання юстирувати сферичне дзеркало повертаючи на невеликий кут навколо двох осей.

У новому завданні на проектування було запропоновано здійснювати лише один юстирувальний рух – обертання на кут до 5° навколо вісі Х. Головна умова – відсутність паразитних рухів під час юстирування, тобто при позиціонуванні дзеркала, центр сферичної поверхні жодним чином не має зміщуватись вздовж жодної вісі.

Спроектований вузол юстирування виконує покладені на нього функції. Єдиним недоліком, який було виявлено, є незначний прогин пружного кронштейну на плоских ділянках внаслідок недостатньої жорсткості полімерного матеріалу. Але цей недолік можна легко виправити виготовляючи кронштейн з більш товстими стінками або, навіть, стінками різної товщини.

Підсумовуючи можна відзначити позитивні результати проведення дослідницької, проектної та конструкторської робіт, у результаті яких було спроектовано та виготовлено вузол юстирування дзеркала сферичного із застосуванням пружних елементів. Студентами набуто практичних умінь з конструювання оптико-механічних вузлів та визначено переваги та недоліки розробленої конструкції.

 

When developing optical systems, the problem of adjusting individual optical parts often arises. It is clear that the design of the adjustment unit depends on a large number of factors, in particular, the purpose and shape of the optical part, its location in the optical system, and most importantly, what movements should perform an optical part in the adjustment process. Thus, in each case, the adjustment unit will have its own unique design and the number of possible design solutions can be many. For example, when designing the optical system of a lighting device, the task arose to develop the design of the spherical mirror mounting unit, which had previously been used in the optical system. In the mentioned work the task was set to adjust the spherical mirror by turning it at a small angle around the two axes. In the new design task, only one adjustment movement was proposed - rotation at an angle of up to 5 ° around the X axis. The main condition is the absence of parasitic movements during adjustment, ie when positioning the mirror, the center of the spherical surface should not move along any axis. The designed adjustment unit performs its functions. The only drawback that was found is the slight deflection of the elastic bracket on flat areas due to insufficient rigidity of the polymeric material. But this shortcoming can be easily corrected by making a bracket with thicker walls or even walls of different thicknesses. Summing up, we can note the positive results of research, design and engineering work, as a result of which the unit of adjustment of the spherical mirror with the use of elastic elements was designed and manufactured. Students acquired practical skills in designing optical-mechanical components and identified the advantages and disadvantages of the developed design.