波前傳感器(波前分析儀)是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)最重要的組成部件之一，決定了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)最終的調(diào)制結(jié)果通惫。同時(shí)波前探測(cè)器在激光茂翔、
天文、顯微履腋、眼科等復(fù)雜自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的波前像差檢測(cè)珊燎，虹膜定位像差引導(dǎo)，大口徑高精度光學(xué)元器件檢測(cè)遵湖，平行光管/望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)
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越來越重要的作用。法國PHASICS公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)集畅，突破傳統(tǒng)技術(shù)的壁壘近弟，成功研發(fā)出了世界上分辨率最高的四波剪切干涉技術(shù)波前探
測(cè)器。本文簡單介紹了波前傳感器的
摘 要：
波前傳感器(波前分析儀)是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)最重要的組成部件之一挺智，決定了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)最終的調(diào)制結(jié)果祷愉。同時(shí)波前探測(cè)器在激光、天文赦颇、顯微二鳄、眼科等復(fù)雜自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的波前像差檢測(cè)，虹膜定位像差引導(dǎo)媒怯，大口徑高精度光學(xué)元器件檢測(cè)泥从，平行光管/望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的檢測(cè)與裝調(diào)，紅外沪摄、近紅外探測(cè)，激光光束性能纱烘、波前像差杨拐、M^2、強(qiáng)度的檢測(cè)擂啥，高精密光學(xué)元器件表面質(zhì)量的檢測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用哄陶。法國Phasics公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)，突破傳統(tǒng)技術(shù)的壁壘哺壶，成功研發(fā)出了世界上分辨率最高的四波剪切干涉技術(shù)波前探測(cè)器屋吨。本文簡單介紹了波前傳感器的原理和典型應(yīng)用蜒谤，以及四波剪切干涉技術(shù)原理，比較了剪切干涉技術(shù)的波前分析儀與傳統(tǒng)哈特曼傳感器的特點(diǎn)至扰。
引 言：
波前傳感器（Wave Front Sensor）鳍徽，按照其技術(shù)發(fā)展的歷史可以分為三個(gè)階段：第一階段，1900年德國科學(xué)家哈特曼采用挖孔的光闌技術(shù)制作完成了世界上第一個(gè)可以用于檢測(cè)波前的傳感器敢课。第二階段阶祭，1971年R.K.Shack采用為透鏡陣列研發(fā)成功了精度更高的夏克-哈特曼波前分析儀。2000年法國Phasics研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用四波剪切干涉技術(shù)成功研發(fā)了基于四波橫向剪切干涉技術(shù)（4-Wave Lateral shearing interferometry）直秆，該波前探測(cè)器具有高分辨率（400X300）濒募、高動(dòng)態(tài)范圍（500 um）、消色差圾结、高靈敏度瑰剃、高相對(duì)精度（2nm RMS）、無需校正筝野、體積小晌姚、操作簡便等特點(diǎn)。上海昊量光電設(shè)備有限公司代理的法國phasics波前相差儀可以實(shí)時(shí)測(cè)量成像系統(tǒng)瞳面波前誤差遗座，然后將這些測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成自適光學(xué)系統(tǒng)的控制信號(hào)舀凛，并對(duì)成像系統(tǒng)的光學(xué)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)時(shí)校正入射光束波前變形途蒋，從而補(bǔ)償又大氣湍流引起的波前畸變猛遍，使物鏡得到接近衍射極限的目標(biāo)像。
四波剪切干涉技術(shù)原理：
剪切干涉技術(shù)基本原理是將待檢測(cè)的激光波前分成兩束号坡，其中的一束相對(duì)于另一束橫向產(chǎn)生一些錯(cuò)位懊烤，兩束錯(cuò)位的光波各自保持完整的待測(cè)波前信息，相互疊合后宽堆，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象腌紧，ccd/cmos相機(jī)會(huì)接收干涉圖樣，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析畜隶，從而利用傅立葉變換的相關(guān)計(jì)算壁肋，分析出待測(cè)波前的相位分布，以及強(qiáng)度分布等籽慢〗牛基于干涉條紋的疏密度敏感于波前的斜率，因此波前傳感器在探測(cè)波前的偏離范圍較傳統(tǒng)的哈特曼傳感器具有更大的優(yōu)越性箱亿。
波前傳感器的典型應(yīng)用
光在傳輸?shù)倪^程中會(huì)經(jīng)過不同的介質(zhì)跛锌，不同的介質(zhì)由于其構(gòu)成物質(zhì)的分布不均勻，從而導(dǎo)致光的波前產(chǎn)生各種各樣的變化届惋，自適應(yīng)系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生髓帽。作為自適應(yīng)系統(tǒng)中重要的一環(huán)菠赚，波前傳感器的檢測(cè)精度，動(dòng)態(tài)范圍等等因素郑藏，都制約著自適應(yīng)系統(tǒng)最終的調(diào)制結(jié)果衡查。由于剪切干涉波前分析儀具有分辨率高，探測(cè)精度高译秦，探測(cè)速度快峡捡，操作簡便，可直接的三維顯示波前畸變的模式等優(yōu)點(diǎn)筑悴，目前已經(jīng)得到了廣泛的使用们拙。
1、自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)波前探測(cè)
在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中利用Phasics波前傳感器檢測(cè)到精確的波前畸變信息阁吝，反饋給波前校正系統(tǒng)以補(bǔ)償待測(cè)波前的畸變砚婆，從而可有效的降低湍流應(yīng)的影響，補(bǔ)償大氣湍流引起的光波相位擾動(dòng)突勇。
2装盯、激光光束性能、波前像差甲馋、M^2埂奈、強(qiáng)度等的檢測(cè)
激光光束質(zhì)量是激光器的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，主要是指光束在傳播中橫截面的場強(qiáng)分布及變化定躏，主要的參量包括：光束直徑账磺，傳播模式，遠(yuǎn)場發(fā)散角痊远，光斑方向漂移等垮抗。研究波前相位的畸變是分析激光裝置中腔鏡變形的主要依據(jù)，提高波前性能是提高光束質(zhì)量的重要手段碧聪。
波前分析儀可以用于激光波前的檢測(cè)冒版，同時(shí)可以得到激光的光強(qiáng)分布和其他的激光光束質(zhì)量參數(shù)，為同時(shí)檢測(cè)激光波前和光束質(zhì)量提供了一種高精度逞姿，高靈敏度辞嗡，實(shí)時(shí)3D顯示，簡便可行的新方法滞造。
3欲间、精密光學(xué)元器件檢測(cè)
隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)精密光學(xué)元器件的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)要求越來越高断部，波前探測(cè)器能給精密的對(duì)光學(xué)元器件進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)得到精確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)班缎，對(duì)于精密光學(xué)元器件的生產(chǎn)無疑產(chǎn)生了一場新的技術(shù)革命蝴光。相對(duì)于傳統(tǒng)的干涉儀檢測(cè)光學(xué)元器件的波前她渴，Phasics波前分析儀更適合像差、球差較大的非球面透鏡的檢測(cè)蔑祟。波前分析儀具有無需標(biāo)準(zhǔn)件趁耗，體積小，精度高疆虚，數(shù)值孔徑大（可達(dá)0.75）苛败，等優(yōu)點(diǎn)。上海昊量光電設(shè)備有限公司可根據(jù)客戶的實(shí)際檢測(cè)需求径簿，做個(gè)性化的波前傳感器檢測(cè)方案罢屈。
4、激光等離子體檢測(cè)分析
法國Phasics公司（昊量光電代理）SID4系列等離子體分析儀(Plasma Diagnosis)是一款便攜式篇亭、高靈敏度缠捌、高精度的等離子體分析儀。該產(chǎn)品基于波前分析的四波剪切干涉技術(shù)译蒂，可實(shí)時(shí)檢測(cè)激光產(chǎn)生的等離子體的電子密度曼月、模式及傳播方式∪嶂纾可實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)等離子體的產(chǎn)生哑芹、擴(kuò)散過程，以及等離子體的品質(zhì)因數(shù)捕透〈献耍可以更好地為客戶在噴嘴設(shè)計(jì)、激光脈沖的照度激率、氣壓咳燕、均勻性等方面提供最優(yōu)化的數(shù)據(jù)支持。
除此之外乒躺，波前分析儀還被廣泛的應(yīng)用于紅外招盲、近紅外探測(cè)；平行光管/望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的檢測(cè)與裝調(diào)嘉冒；衛(wèi)星遙感成像曹货、生物成像、熱成像領(lǐng)域讳推；球面顶籽、非球面光學(xué)元器件檢測(cè) (平面, 球面, 透鏡)；虹膜定位像差引導(dǎo)银觅；大口徑高精度光學(xué)元器件檢測(cè)礼饱；激光通信領(lǐng)域；航空航天等領(lǐng)域。
波前探測(cè)器產(chǎn)品系列
型號(hào) | SID4 | SID4 HR | SID4 UV-HR | SID4 NIR | SID4 DWIR | SID4 SWIR |
孔徑尺寸（mm2） | 3.6 x4.8 | 8.9 x11.8 | 8.0 x8.0 | 3.6x4.8 | 13.44x10.08 | 9.6x7.68 |
測(cè)量點(diǎn)數(shù) | 160x120 | 300x400 | 250x250 | 160x120 | 96x72 | 80X64 |
波長范圍 | 350-1100 nm | 350-1100 nm | 190-400 nm | 1.5-1.6μm | 3-5μm 8-14μm | 0.9- 1.7μm |
精準(zhǔn)度 | 10nm RMS | 10nm RMS | 10nm RMS | >15nm RMS | 75nm RMS | 10nm RMS |
動(dòng)態(tài)范圍 | >100μm | >500μm | >200um | >100μm | / | ~100μm |
展示全部 
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