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夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)CMOS 波前傳感器是一種用于測量光波前畸變的光學儀器。
夏克-哈特曼CMOS波前傳感器
測量能力方面?
- 寬光譜覆蓋:可覆蓋從紫外(157nm-400nm)、可見近紅外(400-1064nm)、短波紅外(900-1700nm)、中波紅外(2-5.4μm)到長波紅外(8-14μm)的超寬光譜范圍,適用于多波長測量。
- 多種測量對象與場景:能實現(xiàn)軸上和軸外波前測量,可掃描全視場以及進行多視場同時測量;可測量圓形、橢圓形、帶中心遮攔(中心孔)、六邊形等多種出瞳形狀的波前;不受測量口徑限制,若擴束系統(tǒng)受限,用準直物鏡確保與傳感器NA匹配即可。
- 大動態(tài)范圍測量:如上海交大團隊研發(fā)的具有全局光斑自適應匹配能力的大動態(tài)范圍夏克-哈特曼波前傳感方法,能夠?qū)崿F(xiàn)局部斜率達到傳統(tǒng)極限24.17倍的波前測量能力,對于由第3至9項Zernike多項式所表征的波前,測量能力達到傳統(tǒng)極限的5.84倍至16.21倍。
性能方面?
- 高靈敏度:可以高精度地測量波前畸變,對微弱的波前信號也能有很好的響應,能夠捕捉到波前的微小變化。
- 高分辨率:CMOS圖像傳感器的像素陣列可以提供較高的空間分辨率,結(jié)合夏克-哈特曼技術,能精確地測量波前的細節(jié)信息。
- 快速響應:具有較快的波前采集頻率,例如意大利SpotOptics的產(chǎn)品較高速波前采集頻率達到8000Hz,可應用于分析ms級響應的液體鏡頭,能夠?qū)崟r顯示測量結(jié)果,適用于對快速變化的波前進行實時監(jiān)測和分析。
- 抗干擾能力強:作為一種非干涉波前測量技術,相比一些干涉式波前傳感器,夏克-哈特曼CMOS波前傳感器受環(huán)境干擾(如振動、氣流等)的影響較小,能夠在較為復雜的環(huán)境中穩(wěn)定工作。
系統(tǒng)集成與應用方面?
- 靈活的光路配置:提供Single Pass、Double Pass等多種測量光路,以滿足不同的應用要求。
- 結(jié)構(gòu)緊湊:例如IOPTINO系列波前傳感器+電子自準直儀雙通道的結(jié)構(gòu),尺寸僅150x100x50mm,重量400g,便于集成到各種光學系統(tǒng)中,節(jié)省空間且易于安裝和調(diào)試。
- 易于集成:CMOS圖像傳感器具有良好的兼容性和集成性,可方便地與其他光學元件、電子設備以及控制系統(tǒng)集成,組成完整的自適應光學系統(tǒng)或其他光學測量系統(tǒng)。
- 多功能應用:可用于激光光束波前及光束質(zhì)量分析、天文望遠鏡共位相誤差測量、主動光學系統(tǒng)、自適應光學系統(tǒng)、光學元件均勻性測量、非球面測量、非破壞性光學元件折射率測量等多種應用場景。
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