แท่นยึดกระจกเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ยึดกระจก[ ^{1 ] ใน}การ วิจัย ด้านทัศนศาสตร์อุปกรณ์เหล่านี้อาจมีความซับซ้อนมาก เนื่องจากจำเป็นต้องสามารถเอียงและปรับมุมกระจกได้ในปริมาณที่ควบคุมได้ ในขณะที่ยังคงยึดกระจกไว้ในตำแหน่งที่แม่นยำเมื่อไม่ได้ทำการปรับแต่ง

โดยทั่วไปแล้ว แท่นยึดกระจกสะท้อนแสงจะประกอบด้วยแผ่นหน้าเคลื่อนที่ได้ซึ่งยึดกระจกไว้ และแผ่นหลังคงที่พร้อมสกรูปรับ สกรูปรับจะขับเคลื่อนแผ่นหน้าไปรอบแกนการหมุนในทิศทางพิทช์ (แนวตั้ง) และยอว์ (แนวนอน) มักจะมีแอคทูเอเตอร์ตัวที่สามเพิ่มเติมที่ช่วยให้สามารถเลื่อนแกน z ได้^{[ 2 ]}

ฐานยึดกระจกที่มีความแม่นยำสูง นั้น มีราคาค่อนข้างสูง และต้องใช้ความรู้ทางวิศวกรรมจำนวนมากในการออกแบบ ฐานยึดที่ซับซ้อนเช่นนี้มักจำเป็นสำหรับเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตรและสายหน่วงเวลาแสง

ประเภทของแท่นยึดกระจกที่พบได้บ่อยที่สุดคือแท่นยึดแบบจลนพลศาสตร์^{[ 3 ]}แท่นยึดประเภทนี้ได้รับการออกแบบตามหลักการของความแน่นอนทางจลนพลศาสตร์โดยทั่วไปแล้ว เฟรมที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งยึดกระจกจะหมุนรอบตลับลูกปืนซึ่งติดตั้งอยู่ในรูในเฟรมคงที่ โดยในอุดมคติแล้ว รูนี้ควรเป็นรูปทรงสามเหลี่ยม (รูปทรงพีระมิด) บ่อยครั้งที่ใช้รูทรงกรวยเนื่องจากผลิตได้ง่ายกว่า เฟรมจะหมุนโดยใช้ไมโครมิเตอร์หรือสกรูเกลียวละเอียด สองตัว ปลายสกรูมีตลับลูกปืนเหล็ก ตลับลูกปืนตัวหนึ่งวางอยู่ในร่องรูปตัววี อีกตัวหนึ่งวางอยู่บนพื้นผิวเรียบ ในแท่นยึดราคาถูก พื้นผิวเรียบอาจเป็นเพียงวัสดุของแท่นยึด ในแท่นยึดราคาแพงกว่า พื้นผิวเรียบ (และอาจรวมถึงรูและร่องรูปตัววีด้วย) อาจทำจากวัสดุที่แข็งกว่ามาก (มักเป็นแซฟไฟร์ ) ติดตั้งอยู่ในเฟรม

เหตุผลเบื้องหลังกลไกอันแปลกประหลาดนี้คือ ลูกบอลลูกแรก (ในอุดมคติ) จะสัมผัสกับกรอบคงที่ที่สามจุดพอดี ลูกบอลลูกที่สองที่สองจุด และลูกบอลลูกที่สามที่จุดเดียว จุดสัมผัสทั้งหกนี้จำกัดองศาอิสระทั้งหกของการเคลื่อนที่ของกรอบที่เคลื่อนที่ได้ ส่งผลให้กรอบเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำเมื่อหมุนไมโครมิเตอร์หรือสกรู โดยไม่มีการสั่นคลอนหรือแรงเสียดทานที่ไม่จำเป็น

ข้อเสียอย่างหนึ่งของแท่นยึดแบบจลนศาสตร์คือ จุดศูนย์กลางของกระจกจะเคลื่อนที่ไปตาม แกนตั้ง ฉากเมื่อหมุนกระจก เนื่องจากจุดศูนย์กลางการหมุนอยู่ที่กึ่งกลางของลูกปืนตัวแรก ไม่ใช่กึ่งกลางของกระจก สำหรับโพรงแสงและอินเตอร์เฟอโรเมตรมักเป็นที่ต้องการที่จะสามารถปรับแนวกระจกแยกจากการปรับความยาวของโพรงได้ สำหรับงานเหล่านี้และงานอื่นๆ จึงจำเป็นต้องใช้แท่นยึดที่ซับซ้อนกว่านี้

วิธีหนึ่งในการกำจัดระยะการเคลื่อนที่ตามแนวแกนนี้คือการติดตั้งลูกบอลลูกแรกบนสกรูเกลียวละเอียดเช่นกัน โดยการปรับสกรูทั้งสามตัวอย่างเหมาะสม กระจกสามารถเอียงไปในทิศทางใดก็ได้โดยไม่มีการเคลื่อนที่ สกรูเหล่านี้สามารถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อให้ผู้ใช้งานรู้สึกเหมือนเป็นการหมุนอย่างง่ายรอบจุดหมุนเสมือนที่อยู่ตรงกลางพื้นผิวกระจก การเคลื่อนที่สามารถกำจัดได้ด้วยวิธีการทางกลโดยใช้ แท่นยึด แบบกิมบอลซึ่งใช้แหวนสองวงที่แต่ละวงหมุนรอบเส้นที่วิ่งผ่านศูนย์กลางของกระจก วิธีนี้จะให้การหมุนสองแกนที่ถูกต้องตามหลักจลนศาสตร์รอบศูนย์กลางของกระจก

ทั้งสองแบบของฐานยึดจำเป็นต้องใช้สปริงเพื่อกดโครงให้แนบกับลูกปืน เว้นแต่ว่าฐานยึดนั้นได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานเฉพาะในทิศทางที่แรงโน้มถ่วงจะช่วยยึดโครงไว้ ตาม หลักการ ของคานยื่นฐานยึดขนาดใหญ่จะช่วยให้ควบคุมได้ละเอียดกว่าฐานยึดขนาดเล็ก โดยทั่วไปแล้วโครงควรทำจากวัสดุที่มีน้ำหนักเบา เพื่อให้ ความถี่ เรโซแนนซ์ของโครงสร้างสูง ซึ่งจะช่วยลดการสั่นสะเทือน เนื่องจากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนทั่วไปหลายอย่างมีความถี่ค่อนข้างต่ำ เพื่อความเสถียร โครงที่ยึดอยู่กับที่จะได้รับการรองรับโดยฐานยึดที่แข็งแรงซึ่งยึดติดกับพื้นผิวรองรับอย่างแน่นหนา ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการ โดยทั่วไปจะเป็นโต๊ะวางอุปกรณ์ทางแสงแรงกระแทกอาจทำให้ฐานยึดเคลื่อนออกจากลูกปืนได้ แต่เนื่องจากมีจุดสัมผัสที่แข็งแรงเพียง 6 จุด กระจกจะกลับไปยังตำแหน่งเดิม รักษาการจัดแนวไว้ได้

ฐานยึดเองต้องป้องกันการเสียรูปของชิ้นส่วนเลนส์ที่ติดตั้ง แรงกดจากการติดตั้งอาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในแสงที่สะท้อนจากกระจก หรือปรากฏการณ์โฟโตอิลาสติซิตี้ภายในเลนส์ ในเลเซอร์บางชนิด กระจกต้องสามารถเปลี่ยนได้ง่าย ในกรณีเช่นนี้ ฐานยึดต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถถอดและเปลี่ยนกระจกได้โดยไม่ทำให้การจัดแนวที่ถูกต้องเสียไป

สกรูเกลียวละเอียดแสดงพฤติกรรมการลื่นและติดขัดเมื่อใช้งานด้วยมือ จะต้องใช้แรงบิดด้วยนิ้วสองนิ้วจนกระทั่งเกลียวเริ่มลื่นเล็กน้อย จากนั้นจึงอ่านตำแหน่งใหม่จากมาตรวัด สกรูราคาถูกจะลื่นเป็นเวลานานและไม่มีมาตรวัด ไมโครมิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงทำงานได้ดีกว่าและมีมาตรวัดสำหรับอ้างอิง เมื่อใช้งานจากระยะไกล จะใช้ มอเตอร์ไฟฟ้าในการส่งแรงบิดเป็นจังหวะสั้นๆ มอเตอร์จะเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับสกรูและเกลียวเท่านั้น เพื่อให้แรงเสียดทานดูดซับแรงส่ง ในการอ่านตำแหน่งทางอิเล็กทรอนิกส์ จะติดตั้ง ตัวเข้ารหัสแบบหมุนเมื่อลูกบอลไม่ได้อยู่ตรงกลางสกรูอย่างสมบูรณ์และแกนของสกรูไม่ได้ตั้งฉากกับพื้นผิวกระจก (ซึ่งเป็นคุณลักษณะเฉพาะของตัวยึดกระจกคุณภาพสูงบางรุ่น) ข้อผิดพลาดโคไซน์เล็กน้อยในการเคลื่อนที่ของกระจกจะซ้อนทับกับการเคลื่อนที่เชิงเส้นของสกรู ซึ่งตัวควบคุมสามารถชดเชยได้ หากต้องการควบคุมตำแหน่งของกระจกอย่างละเอียดมากขึ้น สามารถใช้กระจกที่ขับเคลื่อนด้วย ระบบเพียโซได้ โดยมีระยะการเคลื่อนที่เพียงไม่กี่ไมโครเมตร และปราศจากปรากฏการณ์การติดขัดแบบสกรูเชิงกล

กระจกสะท้อนปลายโพรงเลเซอร์จำเป็นต้องมีการจัดแนวที่แม่นยำมาก เนื่องจากลำแสงเลเซอร์มีการกระจายตัวต่ำ จึงต้องการกระจกสะท้อนทิศทางที่แม่นยำ สำหรับการสร้างต้นแบบระบบออปติคอลบนโต๊ะออปติคอล สามารถใช้แท่นยึดกระจกเพื่อยึดองค์ประกอบอื่นๆ นอกเหนือจากกระจกได้ เช่น เลนส์ ซึ่งมักจะต้องจัดแนวเพื่อลดอาการโคมา ให้น้อยที่สุด บางครั้งปริซึมต้องการการจัดแนวเพียงสองแกน และสามารถติดตั้งบนแท่นยึดกระจกแทนที่จะใช้โต๊ะปริซึมแบบสามแกน

ผลึกที่มีเฟสตรงกันอย่างแม่นยำสามารถจัดตำแหน่งและปรับแต่งได้อย่างแม่นยำด้วยฐานยึดกระจกมาตรฐาน เช่นเดียวกับเอทาลอน ขนาดเล็ก ตัวหน่วงแสงและตัวกรองโพลาไรซ์ยิ่งไปกว่านั้น ฐานยึดกระจกที่ใช้แม่เหล็กแทนสปริงช่วยให้สามารถถอดเฟรมที่เคลื่อนที่ได้ออกและติดตั้งกลับเข้าไปในตำแหน่งเดิมได้อย่างแม่นยำ

• แม้ว่าการหมุนจะทำได้โดยใช้แท่นยึดแบบกึ่งกิมบอล แต่แท่นหมุน ส่วนใหญ่ ไม่ได้ออกแบบโดยยึดหลักความแน่นอนทางจลศาสตร์
• แบ ริ่ง หรือแท่นวางเชิงเส้นที่มีความสามารถในการกำหนดการเคลื่อนที่เชิงจลศาสตร์นั้น ใช้ร่องรูปตัว V สองร่องที่เลื่อนบนกระบอกทรงกระบอก พื้นผิวเรียบที่เลื่อนบนกระบอกทรงกระบอกคู่ขนานอีกอัน และพื้นผิวเรียบที่เชื่อมต่อกับสกรู
• หุ่นยนต์หกขาที่รู้จักกันดีจากโปรแกรมจำลองการบินนั้นช่วยให้สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยองศาอิสระหกองศา เพื่อความแน่นอนในเชิงจลศาสตร์ ขาแต่ละข้างประกอบด้วยลูกบอลที่ติดตั้งอยู่ในรูสามเหลี่ยมในเฟรมคงที่ ลูกบอลที่เชื่อมต่อกับแผ่นเรียบในเฟรมคงที่ และลูกบอลที่เชื่อมต่อกับรูสามเหลี่ยมในเฟรมเคลื่อนที่ ส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของขาเชื่อมต่อด้วยเกลียวซึ่งวิ่งอยู่ในเกลียวของส่วนที่คงที่
• ข้อ ต่อ เกลียวสกรูมีความแน่นอนทางจลศาสตร์เช่นเดียวกับแบริ่งหมุน อื่นๆ
• ตลับลูกปืนเม็ดกลมและตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอกมีจำนวนจุดสัมผัสมากกว่าที่จำเป็นสำหรับความแม่นยำในการเคลื่อนที่ ส่งผลให้ความแม่นยำลดลงเมื่อข้อต่อสึกหรอ
• ตลับลูกปืนแบบยืดหยุ่นและชิ้นส่วนเพียโซอิเล็กทริกให้ความแม่นยำสูงกว่าตลับลูกปืนเชิงกลประเภทอื่นๆ

• เซลล์รองรับกระจก
• เครื่องเพิ่มประสิทธิภาพแผ่น
• การเชื่อมโยงจลนศาสตร์