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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(上海屹持光電代理專(zhuān)利號CN200780005898),基于其波前測量專(zhuān)利——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,這種獨特的專(zhuān)利技術(shù)將高分辨率和大動(dòng)態(tài)范圍很好地結合在一起。能實(shí)現全面、簡(jiǎn)便、快速的測量。
主要應用領(lǐng)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(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)系統質(zhì)量分析:MTF, PSF, EFL, 澤尼克系數, 光學(xué)鏡頭/系統質(zhì)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(zhì)等組織定量相位成像
產(chǎn)品特點(diǎn):
1. 高分辨率:采樣點(diǎn)可達120000個(gè)
2. 可直接測量:消色差設計,測量前無(wú)需再次對波長(cháng)校準
3. 消色差:干涉和衍射對波長(cháng)相消
4. 高動(dòng)態(tài)范圍:高達500μm
5. 防震設計,內部光柵橫向剪切干涉,對實(shí)驗條件要求簡(jiǎn)單,無(wú)需隔震平臺也可測試
型號參數:
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(cháng) 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(dòng)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
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
13.6 ×10.96 mm2
8.0 × 8.0 mm2
空間分辨率
29.6 μm
68 μm
120 μm
40 μm
32 μm
采樣點(diǎn)/測量點(diǎn)
160 × 120
400 × 300
80 × 64
345 × 275
250 × 250
波長(cháng)
400nm~1100nm
3~5μm,8~14 μm
0.9 ~ 1.7 μm
1.5 ~ 1.6 μm
190 ~ 400 nm
250 ~ 400 nm
動(dòng)態(tài)范圍
> 100 μm
> 500 μm
N/A
~ 100 μm
> 200 μm
精度
10 nm RMS
15 nm RMS
75 nm RMS
> 15 nm RMS
10 nm
靈敏度
< 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
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
1.6 kg
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):當待測波前經(jīng)過(guò)波前分析儀時(shí),光波通過(guò)特制光柵(圖1)后得到一個(gè)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(gè)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(dòng)產(chǎn)生。干涉條紋中包含有原始波前的差分信息,通過(guò)特定的分析和定量計算梳理(反傅里葉變換)可以再現原始波前(圖3)。
圖1.特制光柵 圖2.幾何光學(xué)描述波前畸變
圖3. 波前相位重構示意圖
技術(shù)優(yōu)勢
1. 高采樣點(diǎn):
高達400*300個(gè)采樣點(diǎn),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(shí)得到高精度強度分布圖。
2. 消色差:
干涉和衍射相結合抵消了波長(cháng)因子,干涉條紋間距與光柵間距完全相等。適應于不多波長(cháng)光學(xué)測量且不需要重復校準,
3. 可直接測量高動(dòng)態(tài)范圍波前:
可見(jiàn)光波段可達500μm的高動(dòng)態(tài)范圍;可測試離焦量,大相差,非球面和復曲面等測。
圖4.測試對比圖 圖5. 消色差 圖6.高動(dòng)態(tài)范圍測量
應用方向:
1. 激光光束測量
可以實(shí)時(shí)測量強度相位(2D/3D)信息,Zernike/Legendre系數,遠場(chǎng),光束參數,光束形狀M2等。
2光學(xué)測量
Phasics波前傳感器可對光學(xué)系統和元器件進(jìn)行透射和反射式測量,專(zhuān)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(huì )聚光矯正為RMS=0.02λ的準平面波;右圖下為把分散焦點(diǎn)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(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,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(shí)時(shí)檢測激光產(chǎn)生的等離子體的電子密度、模式及傳播方式。監測等離子體的產(chǎn)生、擴散過(guò)程,以及等離子體的品質(zhì)因數。更好地為客戶(hù)在噴嘴設計、激光脈沖的照度、氣壓、均勻性等方面提供優(yōu)化的數據支持。
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
區別
技術(shù)
四波側向剪切干涉
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(chǎng)時(shí),已經(jīng)申請技術(shù)專(zhuān)利,全球售出超過(guò)500個(gè)探測器。
重建方式
傅里葉變換
分區方法(直接數值積分)或模式法(多項式擬合)
夏克-哈特曼波前探測器,以微透鏡單元區域的平均值來(lái)近似。對于大孔徑的透鏡單元,可能會(huì )增加信號誤差,在某些情況,產(chǎn)生嚴重影響。在分區方法中,邊界條件很重要。
光強度
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(diǎn)位置,測量對強度變化靈敏
關(guān)于測量精度,波前測量不依賴(lài)于光強度水平
使用、對準方便
界面直觀(guān),利用針孔進(jìn)行對準
安裝困難,需要精密的調節臺
SID4 產(chǎn)品使用方便
取樣(測量點(diǎn))
SID4-HR達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。這使得測量結果更可靠,也更穩定
數值孔徑
SID4 HR NA:0.5
0.1
SID4-HR動(dòng)態(tài)范圍更高
29.6μm
>100μm
SID4-HR空間分辨率更好
2nmRMS
約λ/100
SID4-HR具有更好的靈敏度
上海屹持光電技術(shù)有限公司作為法國Phasics中國區域代理商,全方位您為提供服務(wù)!
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