特性
- 三种小型传感头选项：
- 通用型传感器
- 大孔径，11.26 mm方形区域
- 高速度，帧率高达1120 fps
- 包含高质量光刻微透镜阵列(MLA)
- 安装在可更换的磁性支架中
- 针对传感头单独校准
- 套件包含两个微透镜阵列
- 镀铬掩膜或增透膜的150 µm透镜间距
- 镀增透膜的300 µm透镜间距
- 实时测量波前和强度分布
- 适用于连续或脉冲光源
- USB连接便于PC操作
- 通过TCP/IP实时数据读取
- 灵活的软件选项
- GUI软件
- 仪器驱动程序包，用于C编译器
- LabWindows™/CVI
- LabVIEW®
- DataSocket实时数据传输
- .Net
- 用于波前传感器的光学调整架，单独提供(请看下方)
| Table 1.1 Shack-Hartmann Wavefront Sensor Selection Guidea | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Item # Prefix (Sensor Head) | Type | Max Speedb | Sensor Size | Wavefront Accuracyb | Wavefront Sensitivityb |
| WFS31 | General Purpose | Up to 76 fps | 11.25 mm x 7.03 mm | Up to λ/60 | Up to λ/200 |
| WFS40 | Large Aperture | Up to 98 fps | 11.26 mm x 11.26 mm | Up to λ/40 | Up to λ/120 |
| WFS20 | High Speed | Up to 1120 fps | 7.20 mm x 5.40 mm | Up to λ/60 | Up to λ/200 |
| Item # Suffix (MLA)c | Mask or Coating | Wavelength | Lenslet Pitch | Lenslet Size | Reflectivity |
| -5C | Chrome Mask | 300 - 1100 nm | 150 µm | Ø140 µm | < 25% |
| -7AR | AR Coating | 400 - 900 nm | 150 µm | Ø146 µm | < 1% |
| -14AR | AR Coating | 400 - 900 nm | 300 µm | 295 µm x 295 µm | < 1% |
- 完整规格请看规格标签。
- 取决于MLA、工作模式和指定的有效区域。
- 如需升级使波前传感器兼容更多MLA，请联系技术支持。请注意，下方提供的某些套件包含更多一个-14AR MLA并为之校准。
工作原理
Shack-Hartmann传感器由微透镜阵列和相机构成。入射波前进入微透镜阵列时，在相机上形成光斑分布，然后根据每个光斑的强度和位置进行分析，从而动态测定激光光源的波前，或表征由光学组件造成的波前畸变。有关Shack-Hartmann波前传感原理的更多信息，请查看上面的SH教程标签。 |
Click to EnlargeThorlabs的快速Shack-Hartmann波前传感器能够精确测量入射光束的波前形状和强度分布。这些波前传感器包含CMOS传感头和微透镜阵列(MLA)，封装在便于存储和携带的外壳中。波前传感器的性能由传感头和MLA的组合共同确定。如上表所示，我们提供三种传感头：通用型、大孔径和高速度版本。同样，也提供三种不同微透镜间距和焦距的MLA选项，以便根据应用实现最佳准确度和波前动态范围。
这些波前传感器的型号包含前缀和后缀，前缀表示传感头类型(WFS31、WFS40或WFS20)，后缀表示MLA类型(-5C、-7A或-14AR)或套件类型(-K1或-K2)。套件包含一个传感头和两个MLA。上面的规格和选择指南标签提供了关于不同波前传感器选项的详细信息。每种传感头用的触发电缆下面有售，使用TTL触发信号时可以另外购买。发货清单标签里面列出了每种型号中所含元件的清单。
传感头
通用型和大孔径传感头的产品型号前缀分别为WFS31和WFS40，它们具有触发输入和用于连接PC的USB 3.0端口。如果通过USB 2.0端口操作，性能会降低。高速传感头的产品型号前缀为WFS20，包含一个控制盒，带有触发输入和用于连接PC的USB 2.0端口。当传感器在高速模式下使用时，控制盒分析相机图像，并仅将光斑位置而不是整个图像传输到PC。这样降低通过USB 2.0连接传送的数据量，使高速传感器实现> 1000 fps的测量速度。
微透镜阵列
我们波前传感器中包含150 µm或300 µm间距的MLA，镀有铬掩模或增透膜，永久性地安装在获得专利的(美国专利号8,289,504)可更换磁性支架中。磁性支架定位微透镜阵列，以便每次将其安装在传感器头上时实现正确的对准。订购套件或更多MLA时，Thorlabs附带一个拆卸工具，以便切换MLA。如要购买额外的MLA或不同的MLA和传感头组合，请联系技术支持。由于Thorlabs必须根据指定的MLA校准特定传感头，因此，如要升级传感器头以与其他MLA一起使用，需要将波前传感器送回Thorlabs。
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图1.3：我们的精选波前传感器也包含在我们的自适应光学元件套件中，如上图所示。
图1.4：拆卸工具，用于切换套件中附带的微透镜阵列
软件
附带的软件包提供用户友好的图形界面，其中有选择相机设置、校准、分析和显示选项的工具。软件包括C语言编译、LabVIEW®、LabWindows/CVI™和.Net的驱动程序和DataSocket服务器支持，用于集成到自定义的系统控制和数据收集软件。更多关于附带的软件或下载最新版本的信息，请查看上面的软件标签。
自适应光学元件套件
为了将自适应光学被更多研究领域采用，Thorlabs提供自适应光学套件。这些套件包含任何自适应光学系统的三种主要组件：可变形反射镜、Shack-Hartmann波前传感器和实时控制软件。我们提供Thorlabs压电可变形反射镜，也通过与Boston Micro-Machines合作提供基于MEMS的可变形反射镜。此外，这些套件(如图1.3所示)还包含光源、所有准直/成像光学元件和所需的安装硬件(不包含面包板)。这些套件经过专门设计，提供了价格优惠、易于使用的自适应光学方案，几小时(而不是几个月)就能集成到研究系统。
学调整架，用于波前传感器
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视频G8.1：视频展示了KM100WFS左、右手方向间的转换。KM200PM(/M)也可以参照该方法。
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图G8.2：KM200PM调整架平台的尺寸较大，便于灵活安装。
| Platform Specifications | |||
|---|---|---|---|
| Item # | Tapped Holes | Through Holes | Platform Deptha |
| KM100WFS | - | #8 (x2) M3 (x3) | 1.52" (38.6 mm) |
| KM200PM | 6-32 (x16) 8-32 (x4) | #8 (x2) | 2.10" (53.3 mm) |
| KM200PM/M | M4 (x21) | M4 (x2) | 53.3 mm (2.10") |
- 平台前后板的距离。
- 两个80 TPI调节器，用于进行±4°的俯仰和倾斜精调
- 每转调节8 mrad
- 平台可以拆下并固定到任一安装臂上，实现左手或右手配置
- 拆卸旋钮后，露出带六角凹口的调节螺丝
Thorlabs的KM100WFS和KM200PM(/M)平台调整架为我们基于CMOS的Shack-Hartmann波前传感器提供可调控制。请注意，传感器的光轴不会居于接杆中心。视频G8.2展现了KM100WFS左右手配置的转换方法。KM200PM(/M)也可以使用这种方法。
KM100WFS可以安装WFS20波前传感器，且具有与KM100PM平台相似的设计。WFS20高速波前传感器可利用板前沿的两个#8通孔和附带的8-32螺丝进行安装。DCU CCD相机和WFS20传感器也可以安装在KM100WFS上。
KM200PM(/M)比KM100WFS大，通过安装板前边缘旁边的两个#8(M4)通孔可以安装WFS20传感器。WFS30和WFS40通过8-32螺孔安装。较大的尺寸，更多的螺孔数目，使其具有更多的安装选项。利用两个带3/32英寸六角的4-40螺丝[KM200PM/M使用带2 mm(5/64英寸)六角的M2.5螺丝]，可以将平台固定到前板。安装平台的这两部分使用两个3-48螺丝(5/64英寸(2 mm)内六角)组合在一起。此外，还可以根据用户提供的自定义安装方案替换安装板。
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