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Phasics波前傳感器SID4

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更新時間：2024-06-25 12:00:24瀏覽次數(shù)：66次

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上海旭為光電科技有限公司

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產(chǎn)品簡介

Phasics波前傳感器SID4基于四波橫向剪切干涉技術，對哈特曼波前傳感器進行了大的升級。Phasics波前傳感器SID4可以實現(xiàn) 852 x 720超高分辨率和500um超大動態(tài)范圍。可對激光光束進行光強、位相、點擴散函數(shù)PSF、調制傳遞函數(shù)MTF、光學傳遞函數(shù)OTF、波前像差、M2等進行實時、簡便、快速的測量?？梢詽M足不同的客戶的應用需求。Phasics波前分析儀以其的高分辨率以及易......

詳細介紹

型號	波長 μm	孔徑 mm2	空間分辨 μm	采樣點	精度/精度 nm RMS	分辨率/靈敏度 nm RMS	動態(tài)范圍 μm	采樣頻率 fps
SID4 UV	0.25-0.4	7.4 x 7.4	29.6	250x250	10	2	100	30
SID4 UV-HR	0.19-0.4	8.0x8.0	32	250x250	10	0.5	100	30
SID4	0.4-1.1	3.6x4.8	29.6	120x160	10	2	100	60
SID4 HR	0.4-1.1	8.9x11.8	29.6	300x400	15	2	500	10
SID4-sC8	0.45-1	16.6 x 14.0	19.5	852 x 720	10	1	100	40
SID4 NIR	1.5-1.6	3.6x4.8	29.6	120x160	15	11	100	60
SID4 SWIR	0.9-1.7	7.68x9.60	120	64x80	15	2	100	120
SID4 SWIR-HR	0.9-1.7	7.68x9.60	60	128x160	15	2	100	120
SID4-eSWIR	1.0-2.35	9.6x7.68	120	80x64	6	40	100	60
SID4 DWIR	3-5&8-14	8.16x10.88	68	120x160	75	25	100	50
SID4 LWIR	8–14	12x16	100	120x160	75	25	100	24
SID4 V Vacuum	0.4-1.1	3.55x4.73	29.6	120x160	15	2	100	60
	For high vacuum: Vacuum compatibility > 10-6 mbar; maximum NA:0.2; MTBF>10 years

產(chǎn)品介紹：法國PHASICS 的波前分析儀，基于其波前測量——四波橫向剪切干涉技術（4-Wave Lateral Shearing Interferometry）。作為夏克-哈特曼技術的改進型，這種的技術將超高分辨率和超大動態(tài)范圍結合在一起。任何應用下，其都能實現(xiàn)全面、簡便、快速的測量。

主要應用領域：

激光光束參數(shù)測量：相位（2D/3D），M2，束腰位置，直徑，澤尼克/勒讓德系數(shù)
自適應光學：焦斑優(yōu)化，光束整形
元器件表面質量分析：表面質量（RMS，PtV，WFE），曲率半徑
光學系統(tǒng)質量分析：MTF, PSF, EFL, 澤尼克系數(shù), 光學鏡頭/系統(tǒng)質量控制
熱成像分析，等離子體特征分析
生物應用：蛋白質等組織定量相位成像

產(chǎn)品特點：

高分辨率：最多采樣點可達120000個
可直接測量：消色差設計，測量前無需再次對波長校準
消色差：干涉和衍射對波長相消
高動態(tài)范圍：高達500μm
防震設計，內部光柵橫向剪切干涉，對實驗條件要求簡單，無需隔震平臺也可測試

一，四波橫向剪切干涉技術背景介紹

Phasics四波橫向剪切干涉：當待測波前經(jīng)過波前分析儀時，光波通過特制光柵（圖1）后得到一個與其自身有一定橫向位移的復制光束，此復制光波與待測光波發(fā)生干涉，形成橫向剪切干涉，兩者重合部位出現(xiàn)干涉條紋（圖2）。被測波前可能為平面波或者匯聚波，對于平面橫向剪切干涉，為被測波前在其自身平面內發(fā)生微小位移發(fā)生微小位移產(chǎn)生一個復制光波；而對于匯聚橫向剪切干涉，復制光波由匯聚波繞其曲率中心轉動產(chǎn)生。干涉條紋中包含有原始波前的差分信息，通過特定的分析和定量計算梳理（反傅里葉變換）可以再現(xiàn)原始波前（圖3）。

技術優(yōu)勢

高采樣點：

高達400*300個采樣點，具備強大的局部畸變測試能力，降低測量不準確性和噪聲；同時得到高精度強度分布圖。

消色差：

干涉和衍射相結合抵消了波長因子，干涉條紋間距與光柵間距相等。適應于不多波長光學測量且不需要重復校準，

可直接測量高動態(tài)范圍波前：

可見光波段可達500μm的高動態(tài)范圍；可測試離焦量，大相差，非球面和復曲面等測。

二，軟件介紹

SID4波前分析儀控制軟件

SID4波前分析儀控制軟件與SID4 波前傳感器配套提供的是一款完整的分析軟件，其集成了高分辨率的相位圖與強度分布圖，測量光強分布和波前信息。

借助Labview和C++ 可編程模塊數(shù)據(jù)庫（軟件二次開發(fā)工具包），客戶能夠根據(jù)自身的需要編寫各種相位測量與編譯模塊。

Adaptive Optics Loops將SID4 Wavefront Sensor結合您的應用，選配合適的可變形鏡或相位調制器，提供整套的自適應光學系統(tǒng)。減小任何一個光學系統(tǒng)的相差從來都不是簡單的，我們的產(chǎn)品能為激光光束和成像系統(tǒng)帶來更可靠，高精度的解決方案。

SID4控制界面

SID4光學測量軟件Kaleo

Phasics基于剪切干涉的波前傳感器與專門設計的光學測量軟件Kaleo結合，可以測量球面鏡和非球面鏡的像差及MTF等信息。只需要幾秒鐘，我們的儀器為您呈現(xiàn)絕大部分的光學參數(shù)，如焦距，光腰，MTF，像差，Zernike系數(shù)，曲率半徑，PSF等。

三，與傳統(tǒng)哈特曼波前分析儀比較

與傳統(tǒng)哈特曼波前傳感器測量結果對比：

	PHASICS：SID4	SH	區(qū)別
技術	四波橫向剪切干涉	夏克-哈特曼	是對夏克-哈特曼技術的改進，投放市場時，已經(jīng)申請技術。目前，PHASICS 售出超過 300 個探測器。
重建方式	傅里葉變換	分割法（直接數(shù)值積分）或模式法（多項式擬合）	SH：實際夏克-哈特曼波前探測器，局域導數(shù)以微透鏡單元區(qū)域的平均值來近似。對于大孔徑的透鏡單元，可能會增加信號誤差，并且，在某些情況下會產(chǎn)生嚴重影響。 SH：在分割法中，邊界條件很重要。
強度	由于采用傅里葉變換方法，測量對強度變化不敏感	由于需要測量焦點位置，測量對強度變化靈敏	關于測量精度，波前測量不依賴于強度水平。
使用/對準方便	界面直觀，利用針孔進行對準	安裝困難，需要精密的調節(jié)臺	SID4 產(chǎn)品使用方便。
取樣（測量點）	SID4-HR 達 300x400 測量點	128x128 測量點（微透鏡數(shù)量）	SID4-HR 具有很高的分辨率。這使得測量更可靠，也更穩(wěn)定。
數(shù)值孔徑	SID4 HR NA：0.5	NA：0.1	SID4-HR 動態(tài)范圍更高。
空間分辨率	29.6μm	115μm	SID4-HR 具有更好的空間分辨率。
重復性（RMS）	2nm RMS	λ/200( 5nm @1053 nm)	更好的重復率，更穩(wěn)定。
獲取頻率	10fps	7.5fps	分析速度快
處理頻率	>3Hz（全分辨率）	5Hz
照明	SID4 的技術可以消色差。系統(tǒng)對不同波長和帶寬響應一致。無需對每個波長進行校準。	夏克-哈特曼技術基于微透鏡，其特性依賴于波長（由于玻璃色散）。儀器需要對每個波長校正。	PHASICS 更靈活：可以測試寬波段，而不需要額外校準。

四，應用方向

激光光束測量

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

2光學測量

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

3.光學整形：

利用Phasics波前傳感器檢測到精確的波前畸變信息，反饋給波前校正系統(tǒng)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。右圖上為把一束RMS=1.48λ的會聚光矯正為RMS=0.02λ的準平面波；右圖下為把分散焦點光斑矯正為準高斯光束。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：

Phasics的SID4軟件可以直接測量PtV, RMS, WFE和曲率半徑等，可直接進行自我校準，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)是一款便攜式、高靈敏度、高精度的等離子體分析儀器。該產(chǎn)品可實時檢測激光產(chǎn)生的等離子體的電子密度、模式及傳播方式。監(jiān)測等離子體的產(chǎn)生、擴散過程，以及等離子體的品質因數(shù)。更好地為客戶在噴嘴設計、激光脈沖的照度、氣壓、均勻性等方面提供化的數(shù)據(jù)支持。

法國Phasics是一家波前分析儀生產(chǎn)廠家，為客戶提供的各種自適應的光學系統(tǒng)。Phasics的波前傳感器以其的高分辨率以及易用性在眾多廠商中脫穎而出，由于Phasics的波前分析儀的應用領域涵蓋了光束測試，自適應光學和等離子體表征。在高功率激光儀器中需要使用波前傳感器的工程師和研究人員，Phasics的波前傳感器能夠為他們提供全面的服務。

通過Phasics公司的技術：四波橫向剪切干涉法，能夠有效克服夏克-哈特曼波前探測器的局限性，尤其是該探測器的分辨率低的問題。Phasics的波前分析儀具有超高的分辨率，能夠實現(xiàn)精確的波前測量，從而可靠地計算光束參量。

本文的產(chǎn)品主要有：適用于常用波段的SID4波前分析儀; 用于紅外波段的型號：SID4 DWIR, SID4 LWIR, SID4-SWIR, SID4-NIR; 高分辨率的SID4 UV-HR, SID4-HR；最后是深紫外波段的SID4-UV和SID4 UV-HR。所有的波段都能夠有適合的產(chǎn)品為您提供，并且有高采樣點的型號和普通標準的型號等。

法國Phasics波前分析儀主要應用：

-光學系統(tǒng)質量分析：MTF, PSF, EFL, 澤尼克系數(shù), 光學鏡頭/系統(tǒng)質量控制

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

-生物應用：蛋白質等組織定量相位成像

-自適應光學：焦斑優(yōu)化，光束整形

-熱成像分析，等離子體特征分析

-元器件表面質量分析：表面質量（RMS，PtV，WFE），曲率半徑

法國Phasics SID4 波前分析儀的特點：

SID4可用于400nm-1000nm 的激光的波前像差，強度分布，波前位相、澤尼克參數(shù), 激光的M2等進行實時的測量及參數(shù)輸出。

-可直接測量：消色差設計，測量前無需再次對波長校準，消色差：干涉和衍射對波長相消

-高動態(tài)范圍：高達500μm

-波長范圍：400-1100nm

-高分辨率：最多采樣點可達120000個（160×120），測量穩(wěn)定性高

-內部光柵橫向剪切干涉，防震設計，無需隔震平臺也可測試，對實驗條件要求簡單

SID4 UV-HR高分辨紫外波前分析儀的特點：

Phasics公司將 SID4的測量波長范圍:190nm-400nm。SID4 UV-HR是一款適用于紫外波段的高分辨率波前分析儀，非常適用于光學元件測量（例如印刷、半導體等等）和表面檢測（半導體晶片檢測等）。

-高分辨率（250×250）

-通光孔徑大（8.0mmx8.0mm）

-覆蓋紫外光譜

-靈敏度高（0.5um）

-優(yōu)化信噪比

SID4-HR 波前分析儀特點：

能夠進行對透鏡、光學系統(tǒng)實時的PSF（點擴散函數(shù)）、OTF（光學傳遞函數(shù)）、MTF（調制傳遞函數(shù)）以及波前像差測量和參數(shù)輸出。與傳統(tǒng)的透鏡檢測設備比較：干涉儀，傳函儀、具有測量精度高，操作簡便，參數(shù)輸出方便等優(yōu)勢。

-曝光時間極短,保證動態(tài)物體測量

-波長范圍：400-1100nm

-實時測量，立即給出整個物體表面的信息（120000個測量點）

-高性能的相機，信噪比高，操作簡單

SID4 NIR 波前分析儀

其主要針對1550 nm（1.5um-1.6um）激光進行檢測的儀器，具有分辨率高，高動態(tài)范圍、高靈敏度、操作簡便等的優(yōu)勢。是紅外透鏡像差，光學測量和紅外物體、MTF，PSF以及焦距和表面質量測量的理想工具。

-高分辨率（160×120）

-快速測量

-測量

-對振動不敏感

-性價比高

SID4 UV 波前分析儀

其主要針對250-450nm激光進行檢測的儀器，具有分辨率高，高動態(tài)范圍、高靈敏度、操作簡便等的優(yōu)勢。適用于UV光學測試，UV激光表征（用于光刻，半導體……）和表面檢測（透鏡和晶圓……）光學測量和MTF，PSF以及焦距測量。

-非常高的分辨率-250×250相位圖

-高靈敏度 – 2 nm RMS

-經(jīng)濟實惠的紫外波前測量解決方案

SID4 DWIR/ SID4 LWIR/ SID4-SWIR波前分析儀

擁有寬波段波前探測的特點。實時的檢測3-5um以及8-14um的強度分布和波前位相等的波前信息?？梢院芎玫膽糜诩t外波段應用的波前檢測需求。

-光學測量：SID4 DWIR是測量紅外物體特性（熱成像和安全視覺）或紅外透鏡（CO2激光器）的理想工具，輸出結果包括MTF，PSF，像差，表面質量和透鏡焦距。

-光束測量：（CO2激光器，紅外OPO激光光源等等）此型號可以提供詳盡的光束特性參數(shù)：M2，像差，光束特性，光強分布等

-可實現(xiàn)離軸測量，可實現(xiàn)測量，性價比高

-高分辨率（96×72，快速測量對振動不敏感

-可覆蓋中紅外和遠紅外波段大數(shù)值孔徑測量，無需額外中轉透鏡

總體而言，在空間分辨率和靈敏度而言基于剪切干涉技術的波前分析儀都比夏克哈特曼為基礎的波前分析儀要更為優(yōu)秀。采樣點更多，準確度更高分辨率也更高。安裝便捷，配套的軟件功能豐富?；诟道锶~變換，將時域轉換為頻域分析使得其不依賴光強變化，更加的敏感，但可能不能估計光強的變化。一定條件下，它是選擇作為激光質量分析，透鏡質量監(jiān)控，光學表面測量，以及成像的更優(yōu)選擇。

關鍵詞：分析儀