SM1 es una norma de rosca especializada que se utiliza principalmente en optomecánica. Desarrollada originalmente por Thorlabs, un importante fabricante de equipos ópticos, la rosca SM1 se ha convertido en una norma de uso generalizado en el sector para montar, alojar y alinear componentes ópticos circulares, especialmente aquellos con un diámetro de 1 pulgadas (25.4 mm).
Especificaciones de la rosca
«SM» en SM1 significa «Sewing Machine» (máquina de coser), una referencia histórica a las roscas de paso fino y alta precisión utilizadas tradicionalmente en la industria de las máquinas de coser, que fueron adoptadas por los primeros diseñadores optomecánicos por su capacidad de ajuste fino. «1» corresponde aproximadamente a su compatibilidad con ópticas de 1 pulgadas.
La especificación exacta de una rosca SM1 es 1.035"-40.
- Diámetro mayor: 1.035 pulgadas (aprox.() 26.29 mm)
- Paso de rosca: 40 hilos por pulgada (TPI)
El paso de rosca extremadamente fino de 40 TPI permite un posicionamiento de alta resolución y evita que los componentes se aflojen fácilmente por las vibraciones, algo esencial en los montajes ópticos de precisión.
Aplicaciones en fotónica y óptica
Las roscas SM1 son fundamentales en los sistemas optomecánicos modulares. Dado que el diámetro interior de un tubo SM1-threaded es apenas suficiente para alojar una óptica estándar de 1 pulgadas, se utiliza ampliamente para construir trayectorias ópticas cerradas y estancas a la luz.
Entre las aplicaciones habituales se incluyen:
- Tubos para lentes: Se conectan varios tubos roscados para sujetar las lentes a distancias focales específicas.
- Monturas para filtros: Permiten fijar filtros ópticos de paso de banda, paso corto o paso largo. La rosca permite atornillar los anillos de retención al ras contra el filtro para sujetarlo de forma segura sin inducir tensiones mecánicas que puedan causar birrefringencia o deformar los recubrimientos de película delgada.
- Carcasas para detectores y fuentes: Montaje de cámaras SWIR, fotodiodos o fuentes de luz en una trayectoria óptica cerrada.
- Soportes para sustratos: Para fijar sustratos sin recubrimiento de sílice fundida UV, espejos dicroicos o placas de onda a ángulos de incidencia (AOI) específicos cuando se integran con monturas cinemáticas.
Comparación con normas de rosca relacionadas
SM1 forma parte de una familia más amplia de roscas «SM» diseñadas para diferentes tamaños de componentes ópticos:
- SM05 (0.535"-40): Diseñado para ópticas de 0.5 pulgadas (12.7 mm).
- SM2 (2.035"-40): Diseñado para ópticas de 2.0 pulgadas (50.8 mm).
- SM3 (3.035"-40): Diseñado para ópticas de 3.0 pulgadas (76.2 mm).
SM1 frente a C-Mount: SM1 se compara con frecuencia, y a veces se confunde, con el estándar C-Mount ampliamente utilizado en cámaras de visión artificial. Aunque ambos son roscas finas de tamaño similar, no son directamente compatibles. C-Mount es una rosca 1.000"-32 (1 pulgadas de diámetro y 32 hilos por pulgada). En los laboratorios se utilizan ampliamente adaptadores de rosca para conectar tubos de lente SM1 con cámaras C-Mount.
Ejemplo práctico
Los componentes
- Cámara SWIR: Suele incorporar en la parte frontal una montura C estándar (rosca 1.000"-32).
- 1550nm Filtro de paso de banda: Un componente óptico estándar de 1 pulgadas de diámetro.
- SM1 Tubo para lentes: Un cilindro hueco con roscas internas SM1 (1.035"-40).
- SM1 Anillo de retención: Un anillo metálico fino y roscado, diseñado para enroscarse en el tubo de lente SM1.
- SM1-to-C-Mount Adaptador: Una pieza de transición esencial con rosca exterior SM1 en un lado y rosca interior C-mount en el otro.
Proceso de montaje
- Colocación del elemento óptico: Coloque el filtro de paso de banda de 1550nm y 1 pulgadas en posición plana dentro del tubo para lentes SM1. Como el tubo está mecanizado con precisión para elementos ópticos de 1 pulgadas, el filtro encaja perfectamente sin holgura lateral.
- Fijación del filtro: El anillo de retención SM1 se enrosca en el tubo de lente mediante una llave de tetones especializada. El paso extremadamente fino de 40 TPI (hilos por pulgada) del estándar SM1 es esencial en este caso. Permite enroscar el anillo hasta que apenas toque la superficie del filtro. El sustrato puede quedar lo bastante firme para que no se mueva si la máquina vibra, pero con la delicadeza suficiente para no inducir tensiones mecánicas que podrían deformar los recubrimientos interferenciales de película delgada y degradar el rendimiento del filtro.
- Adaptación de la rosca: Enrosque el adaptador SM1-to-C-Mount en el extremo posterior del tubo de lente SM1.
- Integración final: Enrosque todo el conjunto estanco a la luz SM1 directamente en la parte frontal de la cámara SWIR.
