| 型號(hào) | 波長(zhǎng) μm | 孔徑 mm2 | 空間分辨 μm | 采樣點(diǎn) | 精度/精度 nm RMS | 分辨率/靈敏度 nm RMS | 動(dòng)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(guó)PHASICS 的波前分析儀，基于其波前測(cè)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，這種的技術(shù)將超高分辨率和超大動(dòng)態(tài)范圍結(jié)合在一起。任何應(yīng)用下，其都能實(shí)現(xiàn)全面、簡(jiǎn)便、快速的測(cè)量。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：
- 激光光束參數(shù)測(cè)量：相位（2D/3D），M2，束腰位置，直徑，澤尼克/勒讓德系數(shù)
- 自適應(yīng)光學(xué)：焦斑優(yōu)化，光束整形
- 元器件表面質(zhì)量分析：表面質(zhì)量（RMS，PtV，WFE），曲率半徑
- 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
- 熱成像分析，等離子體特征分析
- 生物應(yīng)用：蛋白質(zhì)等組織定量相位成像
產(chǎn)品特點(diǎn)：
- 高分辨率：最多采樣點(diǎn)可達(dá)120000個(gè)
- 可直接測(cè)量：消色差設(shè)計(jì)，測(cè)量前無(wú)需再次對(duì)波長(zhǎng)校準(zhǔn)
- 消色差：干涉和衍射對(duì)波長(zhǎng)相消
- 高動(dòng)態(tài)范圍：高達(dá)500μm
- 防震設(shè)計(jì)，內(nèi)部光柵橫向剪切干涉，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求簡(jiǎn)單，無(wú)需隔震平臺(tái)也可測(cè)試
一，四波橫向剪切干涉技術(shù)背景介紹
Phasics四波橫向剪切干涉：當(dāng)待測(cè)波前經(jīng)過波前分析儀時(shí)，光波通過特制光柵（圖1）后得到一個(gè)與其自身有一定橫向位移的復(fù)制光束，此復(fù)制光波與待測(cè)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(cè)波前可能為平面波或者匯聚波，對(duì)于平面橫向剪切干涉，為被測(cè)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(gè)復(fù)制光波；而對(duì)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(dòng)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(jì)算梳理（反傅里葉變換）可以再現(xiàn)原始波前（圖3）。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
- 高采樣點(diǎn)：
高達(dá)400*300個(gè)采樣點(diǎn)，具備強(qiáng)大的局部畸變測(cè)試能力，降低測(cè)量不準(zhǔn)確性和噪聲；同時(shí)得到高精度強(qiáng)度分布圖。
- 消色差：
干涉和衍射相結(jié)合抵消了波長(zhǎng)因子，干涉條紋間距與光柵間距相等。適應(yīng)于不多波長(zhǎng)光學(xué)測(cè)量且不需要重復(fù)校準(zhǔn)，
- 可直接測(cè)量高動(dòng)態(tài)范圍波前：
可見光波段可達(dá)500μm的高動(dòng)態(tài)范圍；可測(cè)試離焦量，大相差，非球面和復(fù)曲面等測(cè)。
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(qiáng)度分布圖，測(cè)量光強(qiáng)分布和波前信息。
借助Labview和C++ 可編程模塊數(shù)據(jù)庫(kù)（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(cè)量與編譯模塊。
Adaptive Optics Loops將SID4 Wavefront Sensor結(jié)合您的應(yīng)用，選配合適的可變形鏡或相位調(diào)制器，提供整套的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。減小任何一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的相差從來(lái)都不是簡(jiǎn)單的，我們的產(chǎn)品能為激光光束和成像系統(tǒng)帶來(lái)更可靠，高精度的解決方案。
SID4控制界面
SID4光學(xué)測(cè)量軟件Kaleo
Phasics基于剪切干涉的波前傳感器與專門設(shè)計(jì)的光學(xué)測(cè)量軟件Kaleo結(jié)合，可以測(cè)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(xué)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(cè)量結(jié)果對(duì)比：
| PHASICS：SID4 | SH | 區(qū)別 | |
|---|---|---|---|
| 技術(shù) | 四波橫向剪切干涉 | 夏克-哈特曼 | 是對(duì)夏克-哈特曼技術(shù)的改進(jìn)，投放市場(chǎng)時(shí)，已經(jīng)申請(qǐng)技術(shù)。目前，PHASICS 售出超過 300 個(gè)探測(cè)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(xiàng)式擬合） | SH：實(shí)際夏克-哈特曼波前探測(cè)器，局域?qū)?shù)以微透鏡單元區(qū)域的平均值來(lái)近似。對(duì)于大孔徑的透鏡單元，可能會(huì)增加信號(hào)誤差，并且，在某些情況下會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 SH：在分割法中，邊界條件很重要。 |
| 強(qiáng)度 | 由于采用傅里葉變換方法，測(cè)量對(duì)強(qiáng)度變化不敏感 | 由于需要測(cè)量焦點(diǎn)位置，測(cè)量對(duì)強(qiáng)度變化靈敏 | 關(guān)于測(cè)量精度，波前測(cè)量不依賴于強(qiáng)度水平。 |
| 使用/對(duì)準(zhǔn)方便 | 界面直觀，利用針孔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn) | 安裝困難，需要精密的調(diào)節(jié)臺(tái) | SID4 產(chǎn)品使用方便。 |
| 取樣（測(cè)量點(diǎn)） | SID4-HR 達(dá) 300x400 測(cè)量點(diǎn) | 128x128 測(cè)量點(diǎn)（微透鏡數(shù)量） | SID4-HR 具有很高的分辨率。 這使得測(cè)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(dòng)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(fù)性（RMS） | 2nm RMS | λ/200( 5nm @1053 nm) | 更好的重復(fù)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(shù)可以 消色差。 系統(tǒng)對(duì)不同波長(zhǎng)和帶寬響應(yīng)一致。無(wú)需對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)。 | 夏克-哈特曼技術(shù)基于微透鏡，其特性依賴于波長(zhǎng)（由于玻璃色散）。儀器需要對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)校正。 | PHASICS 更靈活：可以測(cè)試寬波段，而不需要額外校準(zhǔn)。 |
四，應(yīng)用方向
- 激光光束測(cè)量
可以實(shí)時(shí)測(cè)量強(qiáng)度相位（2D/3D）信息，Zernike/Legendre系數(shù)，遠(yuǎn)場(chǎng)，光束參數(shù)，光束形狀M2等。
2光學(xué)測(cè)量
Phasics波前傳感器可對(duì)光學(xué)系統(tǒng)和元器件進(jìn)行透射和反射式測(cè)量，專業(yè)Kaleo軟件可分析PSF,MTF等
3.光學(xué)整形：
利用Phasics波前傳感器檢測(cè)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(cè)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(huì)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(cè)量：
Phasics的SID4軟件可以直接測(cè)量PtV, RMS, WFE和曲率半徑等，可直接進(jìn)行自我校準(zhǔn)，兩次測(cè)量相位作差等。非常方便應(yīng)用于平面球面等形貌測(cè)量。部分測(cè)量光路如右圖所示
5.等離子體測(cè)量
法國(guó)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(cè)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(cè)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(jì)、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(guó)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(yīng)的光學(xué)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(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了光束測(cè)試，自適應(yīng)光學(xué)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?yàn)樗麄兲峁┤娴姆?wù)。
通過Phasics公司的技術(shù)：四波橫向剪切干涉法，能夠有效克服夏克-哈特曼波前探測(cè)器的局限性，尤其是該探測(cè)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?qū)崿F(xiàn)精確的波前測(cè)量，從而可靠地計(jì)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(hào)：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(diǎn)的型號(hào)和普通標(biāo)準(zhǔn)的型號(hào)等。
法國(guó)Phasics波前分析儀主要應(yīng)用：
-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
-激光光束參數(shù)測(cè)量：相位（2D/3D），M2，束腰位置，直徑，澤尼克/勒讓德系數(shù)
-生物應(yīng)用：蛋白質(zhì)等組織定量相位成像
-自適應(yīng)光學(xué)：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(zhì)量分析：表面質(zhì)量（RMS，PtV，WFE），曲率半徑
法國(guó)Phasics SID4 波前分析儀的特點(diǎn)：
SID4可用于400nm-1000nm 的激光的波前像差，強(qiáng)度分布，波前位相、澤尼克參數(shù), 激光的M2等進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量及參數(shù)輸出。
-可直接測(cè)量：消色差設(shè)計(jì)，測(cè)量前無(wú)需再次對(duì)波長(zhǎng)校準(zhǔn)，消色差：干涉和衍射對(duì)波長(zhǎng)相消
-高動(dòng)態(tài)范圍：高達(dá)500μm
-波長(zhǎng)范圍：400-1100nm
-高分辨率：最多采樣點(diǎn)可達(dá)120000個(gè)（160x120），測(cè)量穩(wěn)定性高
-內(nèi)部光柵橫向剪切干涉，防震設(shè)計(jì)，無(wú)需隔震平臺(tái)也可測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求簡(jiǎn)單
SID4 UV-HR高分辨紫外波前分析儀的特點(diǎn)：
Phasics公司將 SID4的測(cè)量波長(zhǎng)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(xué)元件測(cè)量（例如印刷、半導(dǎo)體等等）和表面檢測(cè)（半導(dǎo)體晶片檢測(cè)等）。
-高分辨率（250x250）
-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(diǎn)：
能夠進(jìn)行對(duì)透鏡、光學(xué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的PSF（點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)）、OTF（光學(xué)傳遞函數(shù)）、MTF（調(diào)制傳遞函數(shù)）以及波前像差測(cè)量和參數(shù)輸出。與傳統(tǒng)的透鏡檢測(cè)設(shè)備比較：干涉儀，傳函儀、具有測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)便，參數(shù)輸出方便等優(yōu)勢(shì)。
-曝光時(shí)間極短,保證動(dòng)態(tài)物體測(cè)量
-波長(zhǎng)范圍：400-1100nm
-實(shí)時(shí)測(cè)量，立即給出整個(gè)物體表面的信息（120000個(gè)測(cè)量點(diǎn)）
-高性能的相機(jī)，信噪比高，操作簡(jiǎn)單
SID4 NIR 波前分析儀
其主要針對(duì)1550 nm（1.5um-1.6um）激光進(jìn)行檢測(cè)的儀器，具有分辨率高，高動(dòng)態(tài)范圍、高靈敏度、操作簡(jiǎn)便等的優(yōu)勢(shì)。是紅外透鏡像差，光學(xué)測(cè)量和紅外物體、MTF，PSF以及焦距和表面質(zhì)量測(cè)量的理想工具。
-高分辨率（160x120）
-快速測(cè)量
-測(cè)量
-對(duì)振動(dòng)不敏感
-性價(jià)比高
SID4 UV 波前分析儀
其主要針對(duì)250-450nm激光進(jìn)行檢測(cè)的儀器，具有分辨率高，高動(dòng)態(tài)范圍、高靈敏度、操作簡(jiǎn)便等的優(yōu)勢(shì)。適用于UV光學(xué)測(cè)試，UV激光表征（用于光刻，半導(dǎo)體......）和表面檢測(cè)（透鏡和晶圓......）光學(xué)測(cè)量和MTF，PSF以及焦距測(cè)量。
-非常高的分辨率-250×250相位圖
-高靈敏度 - 2 nm RMS
-經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的紫外波前測(cè)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(cè)的特點(diǎn)。實(shí)時(shí)的檢測(cè)3-5um以及8-14um的強(qiáng)度分布和波前位相等的波前信息?？梢院芎玫膽?yīng)用于紅外波段應(yīng)用的波前檢測(cè)需求。
-光學(xué)測(cè)量：SID4 DWIR是測(cè)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(jié)果包括MTF，PSF，像差，表面質(zhì)量和透鏡焦距。
-光束測(cè)量：（CO2激光器，紅外OPO激光光源等等）此型號(hào)可以提供詳盡的光束特性參數(shù)：M2，像差，光束特性，光強(qiáng)分布等
-可實(shí)現(xiàn)離軸測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量，性價(jià)比高
-高分辨率（96x72，快速測(cè)量 對(duì)振動(dòng)不敏感
-可覆蓋中紅外和遠(yuǎn)紅外波段 大數(shù)值孔徑測(cè)量，無(wú)需額外中轉(zhuǎn)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(shù)的波前分析儀都比夏克哈特曼為基礎(chǔ)的波前分析儀要更為優(yōu)秀。采樣點(diǎn)更多，準(zhǔn)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(shí)域轉(zhuǎn)換為頻域分析使得其不依賴光強(qiáng)變化，更加的敏感，但可能不能估計(jì)光強(qiáng)的變化。一定條件下，它是選擇作為激光質(zhì)量分析，透鏡質(zhì)量監(jiān)控，光學(xué)表面測(cè)量，以及成像的更優(yōu)選擇。
