振动的来源

大多数光学实验或工业生产都对系统稳定性有较高的要求。各种因素造成的振动会导致仪器测量结果的不稳定性和不准确性，严重干扰生产和实验的进行。

振动来源主要分为来自系统之外的振动和系统内部的振动。地面固有振动，工作人员踩踏地板以及开、关门或墙壁碰撞等通过地面传来的振动均属系统之外的振动，这一类振动需通过光学平台的隔振腿衰减；而来自系统内部的振动包括仪器振动、气流、冷却水流等，则需依靠光学平台的桌面阻尼来隔绝。

振动基本原理

固有频率

固有频率，顾名思义，为系统本身发生的振动的频率。数值上来看，固有频率等于共振频率。考虑物块与弹性悬臂梁组成的系统，固有频率取决于两个因素——物块质量，以及充当弹簧的弹性悬臂梁的弹性系数。质量减小或弹性系数减小可增大固有频率；质量增大或悬臂梁弹性系数增大可降低固有频率。

（左）质量减小可增大固有频率

（右）质量增大可降低固有频率

（左）弹簧弹性系数减小可增大固有频率。

（右）弹簧弹性系数增大（“更柔软”）可降低固有频率。

实验室或厂房内可能存在的振动源，包括地表的振动（固有频率 10-5-20 Hz），大型建筑的振动（1 Hz左右），声音（20 Hz以上），仪器设备（10 Hz以上）。用户应当根据自身情况，选择合适的光学平台以对振动有效隔绝。

阻尼

如果没有阻尼，系统将在静止前振动很长一段时间——至少几秒钟。阻尼可消耗系统的机械能，使衰减更迅速。例如，当音叉顶端浸入水中时，振动几乎立即减弱。同样，当手指轻触共振物块——悬臂梁系统时，该阻尼装置也会迅速的消耗振动能量。

理想简谐振动

一个与理想线性弹簧连接的固定物块M可产生简谐振动，如下图所示。

弹簧长度变化Δx与应力F的关系可表示为Δx = CF，其中C是弹簧顺应性系数（Compliance），与弹簧弹性系数k成反比：k=1/C。

在弹簧——物块系统中，当弹簧末端发生频率为，最大振幅为|u|的正弦运动时，物块M将产生最大振幅为|x|，频率同样为ω的正弦运动。物块运动|x|的振幅与弹簧末端运动|u|的振幅的稳态比即振动传递率T（Transmissibility），而系统的共振频率或固有频率ω0可表示为

固有频率随物块质量M或弹簧顺应性C的增加（更柔软）而降低。振动传递率曲线表征于下图

该系统三个突出的特征为：

1）振动频率远低于系统固有频率时，传递率T=1，因此物块的运动幅度与弹簧另一端相同。

2）接近固有频率时，弹簧末端的运动幅度增强，物块|x|的运动振幅大于弹簧末端的运动|u|振幅。对于一个无阻尼系统（ζ=0），物块的运动振幅此时在理论上会变得无限大。

3）远高于系统固有频率时，物块位移|x|与1/ω2成比例地减少。在这种情况下，系统产生的位移不能传递至物体，也就是说弹簧充当了隔离器。

光学平台系统

光学平台系统包括光学台面和隔振腿。光学平台可放置仪器并对振动进行控制。光学平台台面是隔振系统中重要的一部分，其主要作用是提供一个无相对形变的刚性平台，当有振动源传递到桌面时，桌面蜂窝结构和阻尼可有效减弱光学平台振动变形。

隔振腿除了支撑，主要作用是隔离来自地面的振动，隔振性能是其最重要指标之一。其他性能还包括：各腿高度独立调节，自动水平，载重能力，高度可选，有无磁性等等。

Newport在振动控制和振动隔离的生产设计方面，拥有超过40年的经验，已经成为振动控制产品和方案的行业标准。我们提供广泛的宽带及窄带调谐阻尼，不同的尺寸和厚度的光学平台，可满足任何性能、预算的需求。其中SmartTable系列桌面的专利——IQ主动阻尼技术独一无二，能最大限度隔离系统内部的振动。

主动隔振平台

本次慕尼黑上海光电展期间，我们推出了最新的主动隔振平台GuardianTM系列。结合简约的设计，先进的隔振技术，为超高分辨率显微镜和计量学提供了低频区域（0.5-50 Hz）无与伦比的隔振性能,吸引了众多参观者的关注。

GuardianTM工作站包括2个主动隔振模块，每一个包含3个传感器和3个衰减器，在六个自由度进行实时补偿。它不仅解决了被动隔振系统在固有频率处的共振响应问题（上图蓝色曲线），还提供高达34 dB（98%）额外的隔离（上图粉红色曲线）。隔离效率从1 Hz处的10.5 dB（70%），2 Hz处的20 dB（90%），到5 Hz处已达到30.5 dB（97%），不但大大优于以弹簧为基础的系统，而且优于最好的气浮隔振平台。