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法國PhasicsSID4系列波前傳感器

日期:2019-08-06 00:11
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摘要:隨著光波波前探測技術的發展,各種波前傳感器應運而生,從測量原理上可以分成兩類:一類是根據幾何光學原理,測定波前幾何象差或面形誤差;另一類是基于幹涉測量原理,探測波前不同部分的幹涉性,來獲取波前信息,主要有剪切幹涉儀波前傳感器和相位獲取傳感器等。波前傳感器用于波前信息探測,光束質量評價,光學元件檢測和激光大氣通信及人眼像差測量等各個領域,也廣泛地應用于自適應光學系統之中。

法國PhasicsSID4系列波前傳感器

發布日期:2018-03-29

隨著光波波前探測技術的發展,各種波前傳感器應運而生,從測量原理上可以分成兩類:一類是根據幾何光學原理,測定波前幾何象差或面形誤差;另一類是基于幹涉測量原理,探測波前不同部分的幹涉性,來獲取波前信息,主要有剪切幹涉儀波前傳感器和相位獲取傳感器等。波前傳感器用于波前信息探測,光束質量評價,光學元件檢測和激光大氣通信及人眼像差測量等各個領域,也廣泛地應用于自適應光學系統之中。

法國PhasicsSID4系列波前傳感器

                  -----四波橫向剪切幹涉波前傳感器


狠狠色很很鲁在线视频介紹:法國PHASICS 的波前分析仪(上海瞬渺光电代理),基于其波前测量砖利——四波横向剪切幹涉技術(4-Wave Lateral Shearing Interferometry)。作为夏克-哈特曼技術的改进型,这种独特的砖利技術将超高分辨率和超大動態範圍上乘结合在一起。任何应用下,其都能实现**、简便、快速的测量。

主要應用領域:

1.       激光光束參數測量:相位(2D/3D),M2,束腰位置,直徑,澤尼克/勒讓德系數

2.       自適應光學:焦斑優化,光束整形

3.       元器件表面質量分析:表面質量(RMSPtVWFE),曲率半徑

4.       光學系統質量分析:MTF, PSF, EFL, 澤尼克系數, 光學鏡頭/系統質量控制

5.       熱成像分析,等離子體特征分析

6.       生物應用:蛋白質等組織定量相位成像

狠狠色很很鲁在线视频特點:

1.       高分辨率:*多采樣點可達120000

2.       可直接測量:消色差設計,測量前無需再次對波長校准

3.       消色差:幹涉和衍射對波長相消

4.       高動態範圍:高達500μm

5.       防震設計,內部光柵橫向剪切幹涉,對實驗條件要求簡單,無需隔震平台也可測試

 型號參數:

型號

SID4

SID4-HR SID4-DWIR SID4-SWIR SID4-NIR SID4-UV

孔徑mm

3.6 × 4.8

8.9 × 11.8

13.44 × 10.08

9.6 × 7.68

3.6 × 4.8

7.4 × 7.4

分辨率μm

29.6

29.6

68

120

29.6

29.6

采樣點

160 × 120

400 × 300

160 × 120

80 × 64

160 × 120

250 × 250

波長

400 -1100 nm

400 - 1100 nm

3 ~ 5 m , 8 ~ 14 m

0.9 ~ 1.7 m

1.5 ~ 1.6 m

250 ~ 450 nm

動態範圍

> 100 m

> 500 m

N/A

~ 100 m

> 100 m

> 200 m

精度

10 nm RMS

15 nm RMS

75 nm RMS

10 nm RMS

> 15 nm RMS

20 nm RMS

靈敏度

< 2 nm RMS

< 2 nm RMS

< 25 nm RMS

 <3/1nm RMS

< 11 nm RMS

2 nm RMS

采樣頻率

> 60 fps

> 10 fps

> 50 fps

25-60 fps

60 fps

30 fps

處理頻率

10 Hz

3 Hz

20 Hz

> 10 Hz

10 Hz

> 2 Hz

尺寸mm

54 × 46 × 75.3

54 × 46 × 79

85 × 116 × 179

50 × 50 × 90

44 × 33 × 57.5

53 × 63 × 83

重量

250 g

250 g

1.6 kg

300 g

250 g

450 g


四波橫向剪切幹涉技術背景介紹

Phasics四波橫向剪切幹涉(上海瞬渺光電代理):當待測波前經過波前分析儀時,光波通過特制光柵(圖1)后得到一個与其自身有一定横向位移的复制光束,此复制光波与待测光波发生干涉,形成横向剪切幹涉,两者重合部位出现干涉条纹(图2)。被测波前可能为平面波或者汇聚波,对于平面横向剪切幹涉,为被测波前在其自身平面内发生微小位移发生微小位移产生一個复制光波;而对于汇聚横向剪切幹涉,复制光波由汇聚波绕其曲率中心转动产生。干涉条纹中包含有原始波前的差分信息,通过特定的分析和定量计算梳理(反傅裏葉變換)可以再现原始波前(图3)。

  

         图1.特制光栅                                                                                              图2.几何光学描述波前畸变

 


图3. 波前相位重构示意图

技術優勢

 

1.       高采樣點:

高達400*300個采樣點,具备强大的局部畸变测试能力,降低测量不准确性和噪声;同时得到高精度强度分布图。

2.       消色差:

干涉和衍射相结合抵消了波長因子,干涉条纹间距与光栅间距完全相等。适应于不多波長光學測量且不需要重复校准,

3.       可直接测量高動態範圍波前:

可見光波段可達500μm的高動態範圍;可测试离焦量,大相差,非球面和复曲面等测。

  

應用方向:

1.       激光光束測量

可以實時測量強度相位(2D/3D)信息,Zernike/Legendre系數,遠場,光束參數,光束形狀M2等。


    

2光學測量

Phasics波前傳感器可對光學系統和元器件進行透射和反射式測量,專業Kaleo軟件可分析PSF,MTF


                              光學測量                                                                                           透射式和反射式测量


3.
光學整形:

利用Phasics波前傳感器檢測到**的波前畸變信息,反饋給波前校正系統以補償待測波前的畸變,從而得到目標波前相位分布和光束形狀。右圖上爲把一束RMS=1.48λ的會聚光矯正爲RMS=0.02λ的准平面波;右圖下爲把分散焦點光斑矯正爲准高斯光束。高頻率大氣湍流自適應需要配合高頻波前分析儀。


   

4.光學表面測量:

  PhasicsSID4軟件可以直接測量PtV, RMS, WFE和曲率半徑等,可直接進行自我校准,兩次測量相位作差等。非常方便應用于平面球面等形貌測量。部分測量光路如右圖所示

5.等離子體測量

法國Phasics公司SID4系列等離子體分析儀(Plasma Diagnosis)是一款便携式、高靈敏度、高精度的等离子体分析仪器。该狠狠色很很鲁在线视频可实时检测激光产生的等离子体的电子密度、模式及传播方式。监测等离子体的产生、扩散过程,以及等离子体的品质因数。更好地为客户在喷嘴设计、激光脉冲的照度、气压、均匀性等方面提供*优化的数据支持。

附:夏克哈特曼和四波橫向剪切幹涉波前分析儀對比表


Phasics剪切幹涉

夏克哈特曼

區別

技術

四波侧向剪切幹涉

夏克-哈特曼

PHASICS SID4是對夏克-哈特曼技術的改进,投放市场时,已经申请技術砖利,全球售出超过500個探测器。

重建方式

傅裏葉變換

分區方法(直接數值積分)或模式法(多項式擬合)

夏克-哈特曼波前探测器,以微透镜单元区域的平均值来近似。对于大孔徑的透镜单元,可能会增加信号误差,在某些情况,产生严重影响。在分区方法中,边界条件很重要。

光強度

由于采用傅裏葉變換方法,测量对强度变化不敏感

由于需要測量焦點位置,測量對強度變化靈敏

关于测量精度,波前测量不依赖于光強度水平

使用、對准方便

界面直觀,利用針孔進行對准

安裝困難,需要精密的調節台

SID4 狠狠色很很鲁在线视频使用方便

取樣(測量點)

SID4-HR300*400測量點

128*128測量點(微透镜阵列)

SID4-HR具有很高的分辨率。這使得測量結果更可靠,也更穩定

数值孔徑

SID4 HR NA0.5

0.1

SID4-HR動態範圍更高

空間分辨率

29.6μm

>100μm

SID4-HR空間分辨率更好

靈敏度

2nmRMS

約λ/100

SID4-HR具有更好的靈敏度