Introdução
Ao longo de uma linha de luz são encontrados inúmeros estágios mecânicos, os quais são utilizados essencialmente para o alinhamento e o posicionamento de: elementos ópticos, como cristais, grades e espelhos; amostras; detectores; e acessórios. De fato, para realização de experimentos, a operação das linhas de luz depende do ajuste e do controle de determinados graus de liberdade desses itens, tanto em translação como em rotação. Para exemplificar esse tipo de aplicação, as figuras a seguir mostram as estações experimentais das linhas XRF e IMX do LNLS, com destaque para os conjuntos de movimentação das amostras, de uma câmara de ionização, de um microscópio, de um detector de fluorescência e de um detector de imagem.
Parâmetros Técnicos
Especificações de precisão, repetibilidade e carga, por exemplo, variam em função da aplicação de cada um desses componentes, porém, alguns números podem ser mencionados. Primeiramente, sobre a capacidade de carga, as exigências são geralmente menores do que 100 kg, sendo, frequentemente, ainda menores do que 10 ou 20 kg. Em termos de precisão e repetibilidade, dado que o tamanho do feixe de luz (spot) do novo acelerador está entre dezenas e poucas centenas de micrometros, os componentes precisam ser posicionados dentro de frações desse tamanho, o que na prática corresponde à faixa de micrometros ou décimos de micrometros para estágios lineares. Para estágios de rotação, esses números são da ordem de milésimos de grau, ou segundos de arco.
Adicionalmente, tão importante quanto o refinamento do movimento desses estágios mecânicos é a sua pureza, isto é, sua qualidade com relação a movimentos parasitas, que são intrínsecos a qualquer movimentação. Isso, pois, em escala micrométrica, esses erros implicam em limitações fundamentais na precisão e na repetibilidade do posicionamento dos elementos de interesse. Como pode ser visto na figura a seguir, para estágios lineares tratam-se de erros de translação nos eixos perpendiculares ao movimento (retitudes) e pequenas rotações; para os rotacionais, de erros de excentricidade, tip/tilt e precessão. A qualidade almejada coloca esses erros em torno de poucos micrometros e poucos segundos de arco.