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法國Phasics SID4系列波前分析儀

簡要描述：法國Phasics SID4系列波前分析儀基于其波前測量——四波橫向剪切干涉技術(shù)（4-Wave Lateral Shearing Interferometry）。作為夏克-哈特曼技術(shù)的改進(jìn)型，這種技術(shù)將高分辨率和大動態(tài)范圍很好地結(jié)合在一起。能實(shí)現(xiàn)全面、簡便、快速的測量。

  • 產(chǎn)品型號：
  • 更新時間：2024-08-06
  • 訪  問  量：1732

產(chǎn)品簡介

價格區(qū)間面議組件類別其他
應(yīng)用領(lǐng)域電子

詳細(xì)介紹

法國PhasicsSID4系列波前傳感器

                                                                                                -----四波橫向剪切干涉波前傳感器

產(chǎn)品介紹：法國PHASICS 的波前分析儀（上海屹持光電代理），基于其波前測量——四波橫向剪切干涉技術(shù)（4-Wave  Lateral Shearing  Interferometry）。作為夏克-哈特曼技術(shù)的改進(jìn)型，這種技術(shù)將高分辨率和大動態(tài)范圍很好地結(jié)合在一起。能實(shí)現(xiàn)全面、簡便、快速的測量。

 

 

法國Phasics SID4系列波前分析儀主要應(yīng)用領(lǐng)域：

1.       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)

 

2.       自適應(yīng)光學(xué)：焦斑優(yōu)化，光束整形

3.       元器件表面質(zhì)量分析：表面質(zhì)量（RMS，PtV，WFE），曲率半徑

4.       光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量分析：MTF, PSF, EFL, 澤尼克系數(shù), 光學(xué)鏡頭/系統(tǒng)質(zhì)量控制

5.       熱成像分析，等離子體特征分析

6.       生物應(yīng)用：蛋白質(zhì)等組織定量相位成像  

法國Phasics SID4系列波前分析儀產(chǎn)品特點(diǎn)：

1.       高分辨率：采樣點(diǎn)可達(dá)120000個

2.       可直接測量：消色差設(shè)計，測量前無需再次對波長校準(zhǔn)  

3.       消色差：干涉和衍射對波長相消

4.       高動態(tài)范圍：高達(dá)500μm

5.       防震設(shè)計，內(nèi)部光柵橫向剪切干涉，對實(shí)驗(yàn)條件要求簡單，無需隔震平臺也可測試  

型號參數(shù)：

型號

SID4

SID4-HR

SID4-DWIR

SID4-SWIR

SID4-NIR

SID4-UV-HR

SID4- UV

孔徑

3.6 × 4.8 mm²

8.9 × 11.8 mm²

13.44 × 10.08 mm²

9.6 × 7.68 mm²

3.6 × 4.8 mm²

13.6 ×10.96 mm²

8.0 × 8.0 mm²

空間分辨率

29.6 µm

29.6 µm

68 µm

120 µm

29.6 µm

40 µm

32 µm

采樣點(diǎn)/測量點(diǎn)

160 × 120

400 × 300

160 × 120

80 × 64

160 × 120

345 × 275

250 × 250

波長

400nm~1100nm

400nm~1100nm

3~5µm,8~14 µm

0.9 ~ 1.7 µm

1.5 ~ 1.6 µm

190 ~ 400 nm

250 ~ 400 nm

動態(tài)范圍

> 100 µm

> 500 µm

N/A

~ 100 µm

> 100 µm

> 200 µm

> 200 µm

精度

10 nm RMS

15 nm RMS

75 nm RMS

10 nm RMS

> 15 nm RMS

10 nm RMS

10 nm

靈敏度

< 2 nm RMS

< 2 nm RMS

< 25 nm RMS

3nm RMS(高增益）

<1nmRMS(低增益）

< 11 nm RMS

1nm RMS
@250nm,2µJ/cm²

0.5 nm

采樣頻率

> 60 fps

> 10 fps

> 50 fps

25/30/50/60 fps

60 fps

30 fps

30 fps

處理頻率

10 Hz (高分辨率)

3 Hz (高分辨率)

20 Hz

> 10 Hz (高分辨率）

10 Hz

> 3 Hz (高分辨率）

1 Hz

尺寸

54×46×75.3mm

54×46×79mm

85×116×179mm

50×50×90mm

44×33×57.5mm

51 × 51 × 76 mm

95×105×84mm

重量

250 g

250 g

1.6 kg

300 g

250 g

300 g

900 g  

 

四波橫向剪切干涉技術(shù)背景介紹

Phasics四波橫向剪切干涉（上海屹持光電代理）：當(dāng)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(fù)制光束，此復(fù)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(nèi)發(fā)生微小位移發(fā)生微小位移產(chǎn)生一個復(fù)制光波；而對于匯聚橫向剪切干涉，復(fù)制光波由匯聚波繞其曲率中心轉(zhuǎn)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）。

 

                                                            圖1.特制光柵                                                                                                圖2.幾何光學(xué)描述波前畸變

 

                                    圖3.  波前相位重構(gòu)示意圖

 

技術(shù)優(yōu)勢

1. 高采樣點(diǎn)：

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

2. 消色差：

干涉和衍射相結(jié)合抵消了波長因子，干涉條紋間距與光柵間距*相等。適應(yīng)于不多波長光學(xué)測量且不需要重復(fù)校準(zhǔn)，  

3. 可直接測量高動態(tài)范圍波前：  

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

 

圖4.測試對比圖                                                 圖5. 消色差                                               圖6.高動態(tài)范圍測量

應(yīng)用方向：  

1. 激光光束測量

可以實(shí)時測量強(qiáng)度相位（2D/3D）信息，Zernike/Legendre系數(shù)，遠(yuǎn)場，光束參數(shù)，光束形狀M2等。

 

                                     

2.光學(xué)測量

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

光學(xué)測量                                                                                            透射式和反射式測量

 

3.光學(xué)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(bǔ)償待測波前的畸變，從而得到目標(biāo)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(zhǔn)平面波；右圖下為把分散焦點(diǎn)光斑矯正為準(zhǔn)高斯光束。高頻率大氣湍流自適應(yīng)需要配合高頻波前分析儀。

 

4.光學(xué)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(jìn)行自我校準(zhǔn)，兩次測量相位作差等。非常方便應(yīng)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(shí)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(kuò)散過程，以及等離子體的品質(zhì)因數(shù)。更好地為客戶在噴嘴設(shè)計、激光脈沖的照度、氣壓、均勻性等方面提供優(yōu)化的數(shù)據(jù)支持。  

 

附：夏克哈特曼和四波橫向剪切干涉波前分析儀對比表

 

Phasics剪切干涉  

夏克哈特曼  

區(qū)別  

技術(shù)  

四波側(cè)向剪切干涉  

夏克-哈特曼  

PHASICS  SID4是對夏克-哈特曼技術(shù)的改進(jìn)，投放市場時，已經(jīng)申請技術(shù)，全球售出超過500個探測器。  

重建方式  

傅里葉變換  

分區(qū)方法（直接數(shù)值積分）或模式法（多項式擬合）  

夏克-哈特曼波前探測器，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，在某些情況，產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在分區(qū)方法中，邊界條件很重要。  

光強(qiáng)度  

由于采用傅里葉變換方法，測量對強(qiáng)度變化不敏感  

由于需要測量焦點(diǎn)位置，測量對強(qiáng)度變化靈敏  

關(guān)于測量精度，波前測量不依賴于光強(qiáng)度水平  

使用、對準(zhǔn)方便  

界面直觀，利用針孔進(jìn)行對準(zhǔn)  

安裝困難，需要精密的調(diào)節(jié)臺  

SID4 產(chǎn)品使用方便  

取樣（測量點(diǎn)）  

SID4-HR達(dá)300*400測量點(diǎn)  

128*128測量點(diǎn)（微透鏡陣列）  

SID4-HR具有很高的分辨率。這使得測量結(jié)果更可靠，也更穩(wěn)定  

數(shù)值孔徑  

SID4 HR  NA：0.5

0.1

SID4-HR動態(tài)范圍更高  

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

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