Liop光学镜架及其科研应用案例
Liop-tec公司2012年创建于德国，创办人在激光精细测量产品制造方面有超过20年的经验，专业设计和生产各类精密光学机械产品，包括镜架、螺杆、调整架等，可自主应用于染料激光器中，也可以应用于对光学系统要求苛刻的飞秒激光和光学系统、量子光学光路系统、超强超快光学系统之中。
在慕尼黑光博会亮相的Liop-tech
产品特点：
•170 TPI（0.15毫米）细螺纹螺钉
• 黄铜或不锈钢和钛螺钉（新）
• 直径可达22英寸的镜面安装座
• 颜色概念组件
• 不锈钢镜架
• 特高压镜架和组件
• 支持客户定制设计
01
ASTEROID系列
ASTEROID系列是0.5英寸系列用于OEM应用的高质量镜架。背板、前板和调节器均采用不锈钢制造，以补偿热膨胀并减少磨损。该系列还具有用于细牙螺纹的锁定系统。
产品特点：
·标准螺距为170 TPI的调整螺钉
·可提供3个螺钉和锁定系统
·可用于真空应用
Sample: AS050K-050-3
02
STAR系列手动调节镜架
STAR系列既适用于普通非关键性校准场景，也满足高精度OEM应用需求，可支持最大12英寸的光学器件，所有镜架均可选配千分尺螺丝或压电驱动器，替代标准的细牙螺丝（170 TPI）。
产品特点：
·标准螺距为170 TPI的调整螺钉
·可提供2或3个由黄铜（标准）或不锈钢制成的螺钉
·特殊的材料组合、极佳的抗磨损性能
·前所未有的精确度和可重复性调整
·适用于0.5英寸至12英寸的镜子尺寸
·有9种不同颜色可供选择，以方便识别光束路径（蓝色（标准）、黑色、红色、绿色、紫色、橙色、银色、无烟煤色和黄色）
·可用于真空应用
·可提供超厚背板以获得超高稳定性
·提供不同种类（例如开放式或封闭式背板、左手或右手版）专为您的特定需求而设计
Sample: SR050-050-3
特点：
·背板打开或关闭
·前板：完全封闭；6h7钻孔；½英寸关闭，½英寸打开左侧；½英寸右开；1英寸关闭
Sample: SR200i-200-3S
特点：
·拧入不锈钢M8×0.15mm
·2英寸关闭；2英寸左开&2英寸右开
03
PLANET系列底座式手动镜架
产品特点：
·标准螺距为170 TPI的调整螺钉
·可提供2或3个不锈钢螺钉
·由特殊材料组合制成，几乎可以消除随着时间的推移磨损
·前所未有的精确度和可重复性调整
·适用于0.5英寸至2英寸的镜子尺寸
·有9种不同颜色可供选择，以方便识别光束路径（蓝色（标准）、黑色、红色、绿色、紫色、橙色、银色、无烟煤色和黄色）
·可用于真空应用
·提供不同的品种（左手或右手版本），可定制
Sample:PL050R-050-2E
特点：
·不锈钢M4.5×0.15mm螺丝
·提供左手和右手版本
·完全关闭；1/2英寸关闭；1/2英寸左开；1/2英寸右开；1英寸完全封闭
04
ANTARES系列万向调节大尺寸镜架
产品特点：
·云台设计、万向调节
·根据客户需求用于大型光学元件
·通过170 TPI细螺纹螺钉（标准）进行调整
·可用于压电驱动器
·适用于高真空应用
产品典型应用：超高功率激光系统压缩室中的光束控制
05
远程控制的镜架
Liop-tec公司提供远程遥控镜架。该镜架是与Physik Instrumente GmbH合作开发的，远程控制基于带压电电机（粘滑）的线性螺杆式执行器。
产品特点：
·高分辨率
·定位稳定
·静止时自锁
·适用于低至10-6 mbar的真空
产品应用：
·真空条件下的光学设置
·难以接近安装座的光学对准
·限制区域的光束路径
06
PiezoMike线性驱动器
产品特点：
·采用PIShift压电驱动器
·高夹持力和高分辨率
·休息静止时自锁，不需要电流，也不会产生热量
·光路稳定校准
·具有长期定位稳定性，即使在较长的停机时间后也能可靠启动
驱动器型号：N-470
产品特点：
·夹持力>100 N
·步长20 nm
·行程范围7.4 mm至26 mm
·紧凑设计
·进给力22 N
·使用寿命>1.000.000.000步
驱动器型号：N-472
产品特点：
·高稳定性和保持力>100 N
·即使在关闭闭环控制时也能静止自锁
·行程范围7.5 mm和13 mm紧凑的设计，带一体式格栅增量编码器
·编码器分辨率高达<1 nm
·进给力22 N
·使用寿命>1,000,000,000步
·180° 偏移电缆出口
·非磁性和真空环境均适用
驱动器型号：N-480
产品特点：
·高稳定性
·适用于直径为0.5英寸、1英寸或2英寸的光学器件
·紧凑的设计，集成了增量编码器
·步长1μrad
·使用寿命>1,000,000,000步
·真空兼容版本可达10-6 hPa可用
驱动器型号：N-470.V/N-470.U
产品特点：
·保持力>100 N
·步长20nm
·行程范围7.4 mm至26 mm
·紧凑设计
·进给力22 N
·使用寿命>1.000.000.000步
·适用于hPa和hPa的真空环境
驱动器型号：N-412
产品特点：
·易于正面安装
·静音。工作频率>20 kHz
·速度超过5mm/s
·亚微米分辨率
·保持力可达10N
·工作电压低至48Vpp
·静止时自锁，不产生热量
E-870 PIShift驱动电子设备
产品特点：
·适用于PIShift和PiezoMike压电惯性驱动器
·OEM应用的理想选择
·一到四个执行器，通过解复用实现串行控制
·配备数字USB接口
·包含主机控制软件和LabVIEW驱动程序
应用领域：实验室自动化、医疗技术、自动化搬运
E-871用于粘滑式压电电机的
可联网伺服控制器
产品特点：
·宽带编码器输入
·支持宏编程，实现独立运行功能
·数据记录器
·非易失性EEPROM，用于存储宏和参数
典型应用案例
Liop-Tec非磁性光学支架在中子散射-光散射联用系统中的应用
原位动态光散射装置示意图
德国于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）在中子自旋回波光谱仪（J-NSE Phoenix）上开发了一套原位动态光散射（in situ DLS）系统，用于实时监测蛋白质样品在中子测量过程中的聚集状态。该系统的光学对准稳定性对实验成功率至关重要，需要一部可靠的光学支架，而光学支架面临的技术挑战有：
（1）中子测量环境对磁性敏感，所有组件必须为非磁性材料
（2）光学元件需在温度控制样品架上精准固定，避免振动或偏移
（3）系统需在长时间测量（可达20小时）中保持光路稳定
样品架及周边光学元件示意图
研究团队选用Liop-tec公司提供的非磁性光学支架，用于固定激光准直器、反射镜等关键光学元件，成功实现了中子散射与动态光散射的同步测量，无需占用额外中子束时间，光路校准时间从>2小时缩短至30分钟，光学系统稳定性高，每5分钟可完成一次DLS测量，实时监控样品状态，20小时内完成440次蛋白质聚集态分析。该支架具备以下优势：
（1）完全非磁性：不影响中子束的极化与测量精度。
（2）高机械稳定性：确保光路在长时间实验中保持对准。
（3）模块化设计：便于安装与调整，适应复杂光学路径。
（4）耐温性能：适用于高温样品环境（0–200°C）。
Liop-tec ANTARES系列镜架在J-KAREN-P超强激光等离子镜系统中的应用
日本量子科学技术研究开发机构（QST）在其J-KAREN-P超强激光装置中安装了等离子镜系统（Plasma Mirror, PM），用于提升激光脉冲的时间对比度，确保实验精度。这一系统需要面临的技术挑战有：
（1）激光功率高达200 TW，光学元件需承受极高能量密度
（2）系统需在真空环境中运行，镜架需具备高稳定性和抗振动能力
（3）光学路径复杂，需精密调整反射镜角度和位置
J-KAREN-P等离子体镜系统布局及示意图
注：潜望镜的反射镜支架是LIOP-TEC制造的ANTARES系列
研究团队采用Liop-tec 公司的ANTARES系列镜架，配合压电执行器（PI piezoelectric actuators）进行精密调节，用于固定和调整等离子镜系统中的反射镜，成功实现了等离子镜系统反射率超过80%，时间对比度提升两个数量级，镜架系统稳定性优异，激光指向性偏差控制在微弧度级别。该镜架具备以下优势：
（1）高精度调节：支持微米级定位，确保光路对准。
（2）高稳定性：在真空和高压环境下仍保持结构稳定。
（3）兼容性强：适用于多种光学元件和实验配置。
（4）经久耐用：适用于高重复频率激光实验。
Liop-Tec高精度镜架在玻色-爱因斯坦凝聚态研究中的应用
定制化共振腔镜架系统示意图
德国蒂宾根大学（Eberhard Karls Universität Tübingen）在量子光学与冷原子物理领域开展了一项前沿研究，旨在探索玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）在光学环形谐振器中的动态不稳定性。该研究对镜架的稳定性、调节精度和真空兼容性提出了极高要求。
Liop-tec公司的Asteroid系列高精度镜架被选用于此实验，具体应用于固定和调节环形谐振器中的高反射镜和耦合镜，确保光路在真空环境中长期稳定运行，成功实现了光与玻色-爱因斯坦凝聚体的强耦合，观测到了动态不稳定性与相位过渡现象，并发表了多篇高水平论文。Liop-Tec镜架的零漂移和高重复性为实验数据的可靠性提供了保障，且镜架在高温烘烤和真空循环中表现稳定，无退化现象。镜架的高精度调节功能使得研究人员能够精确对准谐振腔模式，实现对BEC与光场相互作用的精确控制。
动态不稳定性阈值测量
参考文献：
Balacescu, L., Vögl, F., Staringer, S., Ossovyi, V., Brandl, G., Lumma, N., ... & Schrader, T. E. (2020). In situ dynamic light scattering complementing neutron spin echo measurements on protein samples. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 14(Suppl 1), S185-S189.
Sagisaka, Y. M., Dover, N. P., Kando, M., Alexander, S., Pirozhkov, I. D., Chang, L., ... & Kiriyama, H. Characterization of plasma mirror system.
Schmidt, D. (2016). Dynamische Instabilität eines Bose-Einstein Kondensats in einem optischen Ringresonator (Doctoral dissertation, Dissertation, Tübingen, Universität Tübingen, 2016).
