中古光学ステージの在庫・価格

光学ステージは、レンズやミラー、光ファイバ、試料、検出器などを載せて、位置や角度を細かく調整するための精密な位置決め機構です。直線方向に動くX・Y・Z軸の直動ステージ、回転ステージ、傾きを調整するゴニオステージなどを単軸ごとに作り、積み重ねて必要な自由度をそろえるモジュール構成が基本です。テーブルサイズが数十mm角の小型品が中心で、光学定盤のねじ穴ピッチに合わせて固定できるものが多く出回っています。
構造は、テーブルを支えて案内するガイドと、テーブルを動かす送り機構の2つに分けて考えると整理しやすくなります。ガイドの代表はクロスローラ方式で、ローラとV溝レールが線で接触するため剛性が高く、差動滑りがほとんどありません。摩擦が小さいので微小送りに向きます。ボールガイド方式は円弧状の溝でボールを受ける構造で、あらゆる方向の荷重を安定して受けられます。上板・下板とガイドを一体に作れば厚さ10mm程度の薄型にでき、真直度はサブµmからµm程度が目安です。アリ溝方式は面で滑らせる単純な構造で、低価格かつコンパクトで固定時の安定性も高い一方、摩擦が大きく微細な位置決めには向きません。送り機構は、手動ならマイクロメータヘッドや送りねじ、ストロークを素早く動かしたい場合はラックピニオンが使われます。モータで動かす自動ステージでは、ステッピングモータと精密ボールねじの組み合わせが一般的です。
さらに細かい調整が必要な場合は、弾性変形で動くフレクシャ(たわみ)ヒンジをガイドにし、ピエゾ素子で駆動するステージを使います。摺動部が無いため摩擦やバックラッシが無く、分解能はnmオーダーに達します。その代わりピエゾ単体のストロークは数十µmから1mm程度と短いため、mm単位を動かす粗動ねじと組み合わせた粗微動構成がよく使われます。ピエゾにはヒステリシスやクリープがあるので、絶対位置が必要な用途では静電容量センサやひずみゲージを使ったクローズドループ制御を選びます。
自動ステージの移動量は数十mmから数百mm程度、繰返し位置決め精度は±数µm程度が典型的です。リニアエンコーダでテーブル位置を直接読むフルクローズド制御を使えば、ボールねじの誤差や熱膨張の影響を抑えられます。熱が問題になる場面では、アルミより熱変形の少ない鋼製の本体を選ぶのも有効です。
用途で代表的なのは、光ファイバや光導波路の調心です。シングルモードファイバはコア径が10µm前後しかなく、結合効率を最大にするにはサブµmの位置合わせが必要になります。そのため、3軸フレクシャステージに光パワーをモニタしながらピーク位置を探す自動アライメントを組み合わせる構成が、光通信部品の組立や評価で広く使われています。ほかにも、レーザ光学系の光軸調整、顕微鏡の試料走査や焦点合わせ、干渉計や分光測定での部品の微調整、半導体・電子部品の検査や加工での位置合わせなどに使われます。
選ぶときは、移動量・分解能・繰返し精度に加えて、耐荷重、モーメント荷重、取付方向を必ず確認します。縦置きや逆さ吊りにすると、方式によっては精度が大きく落ちることがあります。多軸に積む場合は、移動量の大きい大型の軸を下に、小型の軸を上に置くと剛性と安定性を確保しやすくなります。位置を決めたあとはクランプで固定し、真空中や強磁場下で使う場合は、専用の材質・潤滑剤を使った仕様を選ぶ必要があります。