Shack-Hartmann wavefront sensor

Shack–Hartmann (nebo Hartmann-Shack) wavefront sensor (SHWFS) je optický přístroj používaný pro charakterizaci zobrazovacího systému. Jedná se o vlnovitý senzor běžně používaný v adaptivních optických systémech. Skládá se z řady čoček (nazývaných čočky) stejné ohniskové vzdálenosti. Každý z nich je zaměřen na fotonový senzor (typicky CCD pole nebo CMOS pole nebo čtyřčlánek). Pokud je senzor umístěn v geometrické ohniskové rovině čočky a je rovnoměrně osvětlen, pak je integrovaný gradient vlnového průčelí přes čočku úměrný posunutí těžiště. V důsledku toho může být jakákoli fázová aberace aproximována sadou diskrétních náklonů. Vzorkováním vlnového průčelí s řadou čoček, všechny tyto místní náklony lze měřit a celé vlnové průčelí rekonstruovat. Protože se měří pouze náklony, Shack-Hartmann nemůže detekovat nespojité kroky ve vlnoploše.

systém Shack-Hartmann v klinické optice: Laser vytváří virtuální světelný zdroj v sítnici. Pole lenslet vytváří skvrny v senzoru podle vlnového průčelí vycházejícího z oka.

inverzní k systému Shack-Hartmann v klinické optice: na obrazovce se zobrazí sada vzorů, uživatel je zarovná/překrývá v jednom obrázku stisknutím tlačítek.

schematické znázornění SHWFS.

operace jedné čočky v SHWFS.

konstrukce tohoto senzoru vylepšuje řadu otvorů v masce, které vyvinul v roce 1904 Johannes Franz Hartmann jako prostředek pro sledování jednotlivých paprsků světla optickým systémem velkého dalekohledu, čímž testuje kvalitu obrazu. Na konci šedesátých let Roland Shack a Ben Platt upravili obrazovku Hartmann nahrazením otvorů v neprůhledné obrazovce řadou čoček. Terminologie navržená Shackem a Plattem byla Hartmannova obrazovka. Základní princip se zdá být zdokumentován ještě před Huygensem jezuitským filozofem Christopherem Scheinerem v Rakousku.

senzory Shack-Hartmann se používají v astronomii k měření dalekohledů a v medicíně k charakterizaci očí pro léčbu komplexních refrakčních chyb rohovky.Nedávno, Pamplona a kol. vyvinul a patentoval inverzní systém Shack-Hartmann pro měření aberací očních čoček. Zatímco senzory Shack-Hartmann měří lokalizovaný sklon chyby vlnového průčelí pomocí bodového posunu v rovině senzoru, Pamplona et al. nahraďte rovinu senzoru vizuálním displejem s vysokým rozlišením (např. obrazovkou mobilního telefonu), který zobrazuje místa, která si uživatel prohlíží prostřednictvím pole lenslet. Uživatel pak ručně posouvá zobrazená místa (tj. vygenerovaný wavefront), dokud se místa nevyrovná. Velikost tohoto posunu poskytuje data pro odhad parametrů prvního řádu, jako je poloměr zakřivení, a tedy chyba způsobená rozostřením a sférickou aberací.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.