数字波前分析仪原理

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PHASICS波前分析仪/波前传感器/波前相差仪/波前探测器关键词：分析仪，PHASICS波前分析仪，波前传感器，波前像差仪、传感器、波前测试仪、波前探测器、激光波前分析仪、哈特曼波前分析仪、虹膜定位、哈特曼波前传感器、波前象差、高分辨率波前分析仪、波前测量仪、激光光束及波前分析仪、夏克 哈特曼、镜头MTF法国PHASICS公司自主研发的波前传感器是基于四波横向剪切干涉技术。SID4系列波前分析相较传统的夏克-哈特曼波前探测器具有高分辨率、消色差、高灵敏度、高动态检测范围、操作简单等独特的优势。为波前像差、波前畸变的检测以及激光光束及波前的测量、分析，眼科虹膜定位波前像差引导等提供了全新的解决方案！PHASICS波前探测器配套的软件界面友好，可直观的输出高分辨率相位图和光束强度分布图。 法国PHASICS波前传感器生产厂家具有雄厚的技术研发实力，能为客户提供的各种自适应光学系统OA-SYS(Adaptive Optics Loops)，制定个性化解决方案。可根据客户的应用需求，为客户推荐最合适的SID4波前传感器、可变形镜或空间光调制器、自适应光学系统操作软件等。图1 波前校正前与校正后对比 PHASICS波前探测器依据其四波横向剪切干涉专利技术，对哈特曼掩模技术进行了大的升级、改进。PHASICS波前传感器将400X300的超高分辨率和500um的超大动态范围完美结合在了一起。可以满足不同的客户的应用需求，可对激光光束进行光强、位相、PSF（点扩散函数）、MTF（调制传递函数）、OTF（光学传递函数）、波前像差、M^2等进行实时、简便、快速的测量。 第一部 产品介绍 SID4 UV-HR高分辨紫外波前传感器PHASICS公司将 SID4的波前测量波长范围扩展到190nm-400nm。SID4 UV-HR是一款适用于紫外波段的高分辨率波前传感器,非常适用于光学元件测量（例如印刷、半导体等等）和表面检测（半导体晶片检测等）。特点：u 高分辨率（250x250）u 通光孔径大（8.0mmx8.0mm）u 覆盖紫外光谱u 灵敏度高（0.5um）u 优化信噪比 图2 SID4-UV波前分析仪 SID4 波前传感器可用于400nm-1000nm 的激光的波前位相、强度分布，波前像差，激光的M2，泽尼克参数等进行实时的测量及参数输出。特点：? 波长范围：400-1100nm? 分辨率高（160x120） ? 消色差 ? 测量稳定性高 ? 对震动不敏感 ? 操作简单 ? 结构紧凑，体积小 ? 可用笔记本电脑控制 图3 SID4位相检测 SID4-HR 波前相差仪可用于检测各种透镜，光学系统的检测，可以对透镜、光学系统的进行实时的PSF（点扩散函数）、MTF（调制传递函数）、OTF（光学传递函数）、波前像差测量及参数输出。相对于传统的透镜检测设备像：传函仪、干涉仪，具有操作简便，测量精度高，参数输出方便等优点，正在被越来越多的客户推崇。特点：u 波长范围：400-1100nmu 高性能的相机，信噪比高u 实时测量，立即给出整个物体表面的信息（120000个测量点）u 曝光时间极短,保证动态物体测量u 操作简单 图4 SID4-HR图5 SID4-HR传递函数检测 SID4 NIR 波前分析仪主要针对1550 nm（1.5um-1.6um）激光的检测，具有分辨率高高灵敏度、高动态范围、操作简便等独特的优势。可用于光学测量，SID4 NIR是测量红外物体和红外透镜像差、PSF、MTF和焦距及表面质量的理想工具。特点：2 高分辨率（160x120） 2 快速测量 2 性价比高 2 绝对测量 2 对振动不敏感 图6 SID4 NIR激光波前检测 SID4 DWIR 波前仪具有宽波段测量的特点。可以实时的检测3-5um 和8-14um的波前位相，强度分布等响应的波前信息。可以很好的满足红外波段客户的波前检测需求。特点：u 光学测量：SID4 DWIR是测量红外物体特性（热成像和安全视觉）或红外透镜（CO2激光器）的理想工具，输出结果包括MTF，PSF，像差，表面质量和透镜焦距。 u 光束测量：（CO2激光器，红外OPO激光光源等等）SID4 DWIR提供详尽的光束特性参数：像差，M2，光强分布，光束特性等u 高分辨率（96x72） u 可实现绝对测量u 可覆盖中红外和远红外波段 大数值孔径测量，无需额外中转透镜 u 快速测量 对振动不敏感 u 可实现离轴测量 u 性价比高 图7 SID4 DWIR SID4产品型号参数汇总型号SID4SID4-HRSID4 UV-HRSID4 NIRSID4 DWIRSID4-SWIR孔径尺寸（mm2）3.6 x4.88.9 x11.88.0 x8.03.6x4.813.44x10.089.6x7.68空间分辨率(um)29.629.63229.6140120测量点数160x120300x400250x250160x12096x7280X64波长范围350-1100 nm350-1100 nm190-400 nm1.5-1.6μm3-5μm 8-14μm0.9- 1.7μm精准度10nm RMS10nm RMS10nm RMS15nm RMS75nm RMS10nm RMS动态范围100μm500μm200um100μm/~100μm采样速度60 fps10 fps30 fps60 fps50 fps60fps处理速度10fps3 fps1fps10fps20 Hz10Hz 第二部 SID4波前分析仪控制软件 SID4波前分析仪控制软件SID4波前分析仪控制软件与SID4 波前传感器配套提供的是一款完整的分析软件，其集成了高分辨率的相位图与强度分布图，测量光强分布和波前信息。借助Labview和C++ 可编程模块数据库（软件二次开发工具包），客户能够根据自身的需要编写各种相位测量与编译模块。Adaptive Optics Loops将SID4 Wavefront Sensor结合您的应用，选配合适的可变形镜或相位调制器，提供整套的自适应光学系统。减小任何一个光学系统的相差从来都不是简单的，我们的产品能为激光光束和成像系统带来更可靠，高精度的解决方案。图8 SID4控制界面SID4光学测量软件KaleoPhasics基于剪切干涉的波前传感器与专门设计的光学测量软件Kaleo结合，可以测量球面镜和非球面镜的像差及MTF等信息。只需要几秒钟，我们的仪器为您呈现绝大部分的光学参数，如焦距，光腰，MTF，像差，Zernike系数，曲率半径，PSF等。 第三部 SID4波前分析仪与传统哈特曼波前分析仪比较 与传统哈特曼波前传感器测量结果对比： 技术参数对比：PHASICSShack-Hartmann区别技术剪切干涉微透镜阵列PHASICS投放市场时，已经申请技术专利，是对夏克-哈特曼技术的升级重建方式傅里叶变换分区或模式法夏克-哈特曼波前探测器，局域导数以微透镜单元区域的平均值来近似，误差大强度对强度变化不敏感对强度变化灵敏PHASICS测量精度高，波前测量不依赖于强度水平校准用针孔校准、方便快捷安装困难，需要精密的调节台PHASICS使用方便取样点SID4-HR达300X400测量点128X128测量点（多个微透镜）PHASICS具有更高的分辨率数值孔径NA：0.5NA：0.1PHASICS动态范围更高分辨率29.6μm115μmPHASICS具有更高的空间分辨率测量精度2nm RMS5nm RMSPHASICS更好的测量精度获取频率60fps30fpsPHASICS获取速度快处理频率10Hz30HzPHASICS可满足大部分处理要求消色差无需对每个波长进行校准需要在每个波长处校正PHASICS更灵活，可以测试宽波段，而不需要校准 第四部 应用领域 ? 激光、天文、显微、眼科等复杂自适应光学系统波前像差检测? 激光光束性能、波前像差、M^2、强度等的检测? 红外、近红外探测? 平行光管/望远镜系统的检测与装调? 卫星遥感成像、生物成像、热成像领域? 球面、非球面光学元器件检测 (平面, 球面, 透镜)? 虹膜定位像差引导? 大口径高精度光学元器件检测? 激光通信领域? 航空航天领域OKO 可变形镜数字波前分析仪XY系列向列液晶空间光调制器XY系列铁电液晶空间光调制器

美国LUMETRICS公司自主研发的CLAS-2DTM系列波前分析仪（CLAS-2D™ , CLAS-XP™ , CLAS-HP™ , CLAS- NearIR-320™ , CLAS-NearIR-640™ ）能够快速、简单、准确的测量激光光束的波前相位参数，例如波前倾斜，峰谷误差，均方根波前误差，像散，球差，聚焦误差/准直。LUMETRICS公司的波前分析仪是集四波横向剪切干涉仪，光束质量分析仪，自准直仪和四象限探测器为一体的快速、紧凑型波前分析仪器。运用独特的算法能够精确测量三个波段的波前参数：300nm -1100 nm, 1100nm - 1700nm和8 um- 9.2 um。另外, 美国LUMETRICS波前传感器生产厂家具有雄厚的技术研发实力，能为客户提供的各种自适应光学系统OA-SYS(Adaptive Optics Loops)，制定个性化解决方案。可根据客户的应用需求，为客户推荐最合适的波前传感器、可变形镜或空间光调制器、自适应光学系统操作软件等。波前分析仪产品特点：CLAS-2DTM系列波前分析仪具有高分辨率、消色差、高灵敏度、高动态检测范围、操作简便等独特的优势。为波前像差、波前畸变的检测以及激光光束及波前的测量、分析，眼科虹膜定位波前像差引导等提供了全新的解决方案！LUMETRICS波前探测器配套的软件界面友好，可直观的输出高分辨率相位图和光束强度分布图。波前分析仪应用范围：? 激光、天文、显微、眼科等复杂自适应光学系统波前像差检测? 激光光束性能、波前像差、M2、强度等的检测? 红外、近红外探测? 平行光管/望远镜系统的检测与装调? 卫星遥感成像、生物成像、热成像领域? 球面、非球面光学元器件检测 (平面, 球面, 透镜)? 虹膜定位像差引导? 大口径高精度光学元器件检测? 激光通信领域? 航空航天领域 CLAS-2DTM产品型号汇总 COMPLETE CLAS-XP System型号81000-0081000-4681000-4781000-4881000-4981000-50焦距（mm）2.02.0474.758.1915.4825.08灵敏度λ/30λ/30λ/50λ/100λ/150λ/200动态范围120λ120λ80λ60λ40λ30λ透镜尺寸（mm）0.0720.0720.1080.1440.1980.252透镜阵列102*102102*10268*6851*5137*3729*29 COMPLETE CLAS-HP System型号81000-2081000-2181000-2381000-24焦距（mm）4.987.7819.9229.62灵敏度λ/100λ/150λ/200λ/250动态范围211λ169λ105λ115λ透镜尺寸（mm）0.1120.1400.2240.280透镜阵列128*128102*10264*6451*51 COMPLETE CLAS-Near IR 320 System型号81000-3281000-3381000-3481000-3581000-3681000-27焦距（mm）25.6936.9911.4417.8725.749.3灵敏度λ/83λ/100λ/46λ/58λ/70λ/50动态范围44λ37λ78λ63λ53λ55λ透镜尺寸（mm）0.4000.4800.3200.4000.4800.225透镜阵列24*1920*1630*2424*1920*1671*56