Gehäuse

Es gibt zwei Varianten dür das Gehäuse. Beide entstehen aus einem umgebauten ThorLabs Linsenhalter.

Grundlegender Aufbau

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  Erster Aufbau mit drei Ebenen

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  Zweiter Aufbau mit zwei Ebenen

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  Übersichtsfoto des zweiten Aufbaus

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  Piezo des zweiten Aufbaus

Hier wird eine Übersicht über die unterschiedlichen bis jetzt realisierten Aufbauten gegeben. Die Fotos in der Galerie bieten eine guten Überblick, um eine Vorstellung zu erlangen, wie das Gehäuse später aussehen soll. Bis dato (Stand November 2019) existieren 2 Versionen, die beide aus einem Linsenhalter von ThorLabs entstehen, allerdings unterscheiden sich die beiden Aufbauten in der Anzahl ihrer Ebenen. Der eine Aufbau wurde um eine weitere Ebene ergänzt. Um Verwechselungen in den Beschreibungen auszuschließen, werden im Folgendem die Ebenen von oben nach unten durchnummeriert.

Aufbau mit 2 Ebenen: Einerseits kann die Probe auf einer Bodenebene und die Spitze auf einer mit Millimeterschrauben auf Abstand gehaltener zweiten Ebene fixiert sein. Durch den kompakten Aufbau ergeben sich gleichzeitig Vorteile und Nachteile. Da dieser Aufbau einen kurzen mechanischen Loop hat, also eine kurze Strecke hat, mit der Spitze und Probe miteinander mechanisch verbunden sind, ist somit der Abstand zwischen Spitze und Probe stabil gegenüber äußerer Erschütterungen und Störungen. Allerdings leidet unter dieser kompakten Bauweise gleichzeitig die Einsicht in den Zwischenraum und der Wechsel von Spitzen und Einbau von Proben wird somit verkompliziert, denn für diese muss das Gehäuse auseinander genommen und wieder zusammengesetzt werden. Gleichzeitig ist mit dem Auge nur schwer kontrollierbar, ob Einbau selbiger funktioniert hat oder nicht.

Aufbau mit 3 Ebenen: Andererseits kann die Probe wiederum auf einer Bodenebene befestigt sein die starr mit einer darüber liegenden Ebene verbunden ist. An dieser wiederum hängt mit Federn zusammen- und mit Millimeterschrauben auf abstandgehalten eine dritte Ebene, an der die Scan-Einheit fixiert ist. Zwar ergibt sich mit diesem Aufbau ein deutlich längerer mechanischer Loop, und somit eine größere Unsicherheit gegenüber äußerer Störungen, doch bietet dieser deutlich mehr Zwischenraum. Durch den größeren Zwischenraum ergibt sich eine bessere Einsicht mit dem Auge, wodurch Kontrollen und Fehlersuche deutlich vereinfacht werden. Gleichzeitig ist bei diesem Aufbau genug Platz geboten, um Spitzen und Proben direkt einbauen zu können, ohne zuvor das Gehäuse auseinander zu nehmen.

Zur Verdeutlichung siehe die Bilder in der Galerie.

Der momentane Aufbau von Alex Meier besteht aus zwei Ebenen. Um zu überprüfen, ob der mechanische Loop ausschlaggebend ist, soll ein weiteres vollständiges Mikroskop mit drei Ebenen gebaut werden.

Umbau des Linsenhalters

Der Umbau des Linsenhalters unterscheidet sich abhängig davon, ob man den Aufbau mit zwei oder mit drei Ebenen wählt. Beide werden unten aufgeführt

Version mit 3 Ebenen

Umbau

Vor dem Zusammenbau müssen in die zweite Ebene, also der kleineren Ebene von KC1-T/M 88, vier Gewinde/ Löcher gebohrt werden, damit später der Piezoelement an dem Linsenhalter befestigt werden kann. Zwischen zwei verschiedenen Möglichkeiten kann variiert werden:

1.) Falls die Möglichkeit besteht ein Gewindebohrung durchzuführen, könnten vier entsprechende Gewinde (M5?) von oben in die Ebene gebohrt werden. Dazu ist folgendermaßen vorzugehen. Entscheidend ist, dass die Gewinde an der richtigen Position gebohrt werden. Diese ist abhängig von den Metallplatten, mit denen das Piezoelement später fixiert werden soll. Sobald die Positionen bestimmt worden, kann das Gewinde gebohrt werden.
Zuerst muss ein Loch mit richtigem Durchmesser (für M5; 4,2 mm) vorgebohrt werden. Danach sollte man es mit einem Kegelsenker leicht senken, dadurch erhalten die Gewindebohrer und später auch die Schrauben eine Führung und zentrieren sich besser.
Den Gewindebohrer setzt man in das Windeisen und dreht ihn mit etwas Druck im Uhrzeigerrichtung in das Bohrloch ein. Nach jeder Umdrehung solltest du eine Vierteldrehung zurück machen, um den Span zu brechen. Man sollte den Bohrer ganz durchdrehen, bis man ihn wieder herausdreht.
Um das Ganze etwas zu erleichtern, kann man Schneidöl oder Schmieröl verwenden.

2.) Ansonsten kann man auch stattdessen nur 4 Löcher bohren und mit Schrauben und Muttern die Metallplatten befestigen. Dabei bietet es sich an ein Gewinde mit dem Durchmesser 4,2 mm (M5) zu bohren.

Liste der Bauteile

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  Info KC1-T/M 88

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  Info ER2-P4

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  Info SP05/M

Art.-Nr.: KC1-T/M 88
Preis: ca. 90€
Beschreibung: KC1-T/M - Kinematic, SM1-Threaded, 30 mm-Cage-Compatible Mount for Ø1" Optic, Metric

Art.-Nr.: ER2-P4
Preis: ca. 21€
Beschreibung: ER2-P4 - Cage Assembly Rod, 2" Long, Ø6 mm, 4 Pack

Art.-Nr.: SP05/M
Preis: ca. 30€
Beschreibung: SP05/M - 30 mm to 16 mm Cage Adapter Plate, Metric

Version mit 2 Ebenen

Umbau

Der Umbau des Linsenhalters verläuft nahezu analog zu dem Umbau des Aufbaus mit drei Ebenen, allerdings wird bei diesem nicht die 2. Ebene bearbeitet, sondern die oberste. Die Arbeitsschritte unterscheiden sich sonst allerdings nicht.

Liste der Bauteile

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  Info KC1-T/M 88

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  Info ER2-P4

Art.-Nr.: KC1-T/M 88
Preis: ca. 90€
Beschreibung: KC1-T/M - Kinematic, SM1-Threaded, 30 mm-Cage-Compatible Mount for Ø1" Optic, Metric

Art.-Nr.: ER2-P4
Preis: ca. 21€
Beschreibung: ER2-P4 - Cage Assembly Rod, 2" Long, Ø6 mm, 4 Pack

Zusammenbau

Der Zusammenbau wird separat auf der Seite: Zusammensetzen des Gehäuses behandelt, da vor diesem noch weitere andere Schritte nötig sind.

Weiterführende Seiten

Um mit der Konstruktion des STMs fortzufahren, bietet es sich an die Steuerungseinheit zu vervollständigen auf folgenden Seiten weiter zu machen:
Piezoelement
Probenhalter
Vorverstärker