自适应光学一般问题
1、变形镜执行器排列方式有哪几种?
答:变形镜的执行器排列方式一般有六角形排列、正交排列、中心放射状排列等几种方式。这些排列方式与波前传感器微透镜阵列的排列方式(主要包括六角形排列、正交排列等)一致,可以起到较好的闭环波前校正效果。
例如,荷兰OKO公司的变形镜排列方式大致如下:
六角形排列:37通道MMDM、19/37/79/109通道PDM;
正交排列:19/38通道MMDM,69通道PDM、20通道线性PDM;
中心放射排列:39/59/79通道的MMDM。
2、各类型变形镜的响应速度有何区别?
答:变形镜的响应速度与其驱动机理、执行器数量、镜面材质、大小、驱动电路带宽等参数都有关系,各公司所生产的变形镜响应速度不一样,阶跃响应上升时间一般在ms量级,也有高速产品响应时间小于1ms,详情请见变形镜产品性能对比表和产品手册。
3、如何计算变形镜校正了多少波长的畸变?
答:变形镜的校正能力主要取决于其表面形变能力,不同厂家、不同型号变形镜的校正能力也不一样,具体可以参考每款产品具体的技术指标。对于反射式变形镜来说,因为光路来回1次,因此其所能校正的波长数等于其2倍形变量除以波长;对于透射式变形镜来说,其所能校正的波长数等于其形变量除以波长。
4、波前畸变怎么来表示?
答:波前是个三维曲面,可以用符号Φ(x,y)来表示,其中x,y分别表示平面坐标,Φ表示平面坐标(x,y)点的坐标或者形变量。可以逐点定义曲面上各点的形变量,也可以将曲面表示为若干基曲面的线性组合(即用模式法表征波前)。
例如,利用Zernike模式的单位正交性,就可以将任意波前分解多个Zernike模式的线性组合,通过Zernike模式的系数来表示波前。这样可以大大减少表征波前畸变的参数的个数,同时便于分析波前畸变的主要成分,如倾斜、像散、球差、慧差等。
5、为什么软件和产品手册上用干涉图来表示波前?
答:波前是三维曲面,为了形象地显示波前,一般会把波前表示为三维空间中的曲面,或者表示成干涉图像。
例如,在荷兰OKO公司研发的ForntSurfer软件中,就用了三维图和模拟干涉图像(与平行光干涉)显示波前传感器测量得到的波前曲面(见下图)。在荷兰OKO公司产品手册中,也有很多实际测量得到的变形镜与平行光的干涉图像。根据干涉图像,可以更形象、更直观地展示光束的波前畸变程度、以及变形镜对波前的校正能力。

(从左向右:波前三维图、模拟干涉图、模拟远场光斑图、实测干涉图像)

(从左向右:MMDM施加0V电压,所有执行器施加最大电压,中心执行器施加最大电压,随机电压)
6、变形镜与DMD有什么区别?
DMD是Digital Micromirror Device的简称,是一种光学MEMS器件,由一系列高反射率的微小镜片组成。
DMD表面是离散的,每个微镜片就类似于图像传感器的一个像素,因此常用分辨率描述DMD对于光束方向的调控能力。变形镜表面一般是连续的(大口径离散镜面的变形镜除外),常用其所能产生的镜面形变复杂程度(如Zernike模式的阶数)来描述其对光束波前的调控能力。
变形镜所适应的光谱波段范围较广,对波段的限制更小。
变形镜可对高阶泽尼克畸变进行校正,一般用于对波前校正要求较高的领域,例如天文、生物显微成像、激光、光刻等,而DMD一般用于投影、照明等领域。
7、变形镜执行器之间的间距是多少?
不同变形镜的执行器之间的间距不同,具体间距需要看变形镜的尺寸、型号。
例如,荷兰OKO公司的变形镜执行器之间的间距一般是:6.83mm@19、4.30mm@37、4.75mm@69、4.72mm@79、4.30mm@109。法国ALPAO公司的变形镜执行器间距有:0.8/1.5/2.5/5.0mm。
8、变形镜的执行器有不同数量,是否意味着也有分辨率的说法呢?
变形镜的执行器越多,其镜面形变程度就越复杂。一般来说,变形镜的形变能力一般用其产生Zernike形变的阶数来衡量,例如,可校正5阶Zernike畸变等。
DMD或者SLM也可对光束进行调控,但是它们的表面是离散的,类似于图像传感器的“像素”,因此,DMD或者SLM对光束的调节能力常用其分辨率来评价。
9、变形镜能将高斯光调成平行光吗,还是只能进行调焦?
变形镜的主要作用就是用于光束波前的调节。通过改变变形镜各执行器的控制电压,可以使变形镜镜面产生多种复杂的形变。只要形变得当,是可以将高斯光调制成平行光的。此外,变形镜还可以产生不同阶数的Zernike形变,如离焦、散焦、球差、慧差等。
10、变形镜能否用于高功率激光?能量阈值是多少?
变形镜经过特殊镀膜能承受高功率激光,每款产品的能量阈值不同。
荷兰OKO的MMDM在普通镀膜情况下能承受3W激光,特殊镀膜能承受500W, 功率密度2kW/cm2。OKO的PDM在特殊镀膜下可承受30kW高功率的激光。
意大利Dynamic Optics的变形透镜至少可承受10mJ的飞秒激光。Dynamic Optics的变形镜适用于大功率激光,可根据客户要求进行镀膜定制。
法国ALPAO公司的变形镜激光损伤阈值(LIDT,镜面镀银)为: 880mJ/cm2(@12ns,10Hz,1064nm,脉冲激光) 或者50W (@1064nm,连续激光)。
11、Dynamic Optics的微透镜阵列能做到多小?口径最大能做到多少?
Dynamic Optics的微透镜阵列的间距为150um,无论其间距还是口径(面积)都可以根据用户的要求定制。波前传感器的尺寸为9mm*7.13mm。
(注:本文为本公司原创作品,目的在于让更多的人了解自适应光学。如转载请标明出处:灵动智能光学。)
地址:浙江省杭州市钱塘区6号大街452号高科技企业园3幢
1、变形镜执行器排列方式有哪几种?
答:变形镜的执行器排列方式一般有六角形排列、正交排列、中心放射状排列等几种方式。这些排列方式与波前传感器微透镜阵列的排列方式(主要包括六角形排列、正交排列等)一致,可以起到较好的闭环波前校正效果。
例如,荷兰OKO公司的变形镜排列方式大致如下:
六角形排列:37通道MMDM、19/37/79/109通道PDM;
正交排列:19/38通道MMDM,69通道PDM、20通道线性PDM;
中心放射排列:39/59/79通道的MMDM。
2、各类型变形镜的响应速度有何区别?
答:变形镜的响应速度与其驱动机理、执行器数量、镜面材质、大小、驱动电路带宽等参数都有关系,各公司所生产的变形镜响应速度不一样,阶跃响应上升时间一般在ms量级,也有高速产品响应时间小于1ms,详情请见变形镜产品性能对比表和产品手册。
3、如何计算变形镜校正了多少波长的畸变?
答:变形镜的校正能力主要取决于其表面形变能力,不同厂家、不同型号变形镜的校正能力也不一样,具体可以参考每款产品具体的技术指标。对于反射式变形镜来说,因为光路来回1次,因此其所能校正的波长数等于其2倍形变量除以波长;对于透射式变形镜来说,其所能校正的波长数等于其形变量除以波长。
4、波前畸变怎么来表示?
答:波前是个三维曲面,可以用符号Φ(x,y)来表示,其中x,y分别表示平面坐标,Φ表示平面坐标(x,y)点的坐标或者形变量。可以逐点定义曲面上各点的形变量,也可以将曲面表示为若干基曲面的线性组合(即用模式法表征波前)。
例如,利用Zernike模式的单位正交性,就可以将任意波前分解多个Zernike模式的线性组合,通过Zernike模式的系数来表示波前。这样可以大大减少表征波前畸变的参数的个数,同时便于分析波前畸变的主要成分,如倾斜、像散、球差、慧差等。
5、为什么软件和产品手册上用干涉图来表示波前?
答:波前是三维曲面,为了形象地显示波前,一般会把波前表示为三维空间中的曲面,或者表示成干涉图像。
例如,在荷兰OKO公司研发的ForntSurfer软件中,就用了三维图和模拟干涉图像(与平行光干涉)显示波前传感器测量得到的波前曲面(见下图)。在荷兰OKO公司产品手册中,也有很多实际测量得到的变形镜与平行光的干涉图像。根据干涉图像,可以更形象、更直观地展示光束的波前畸变程度、以及变形镜对波前的校正能力。

(从左向右:波前三维图、模拟干涉图、模拟远场光斑图、实测干涉图像)

(从左向右:MMDM施加0V电压,所有执行器施加最大电压,中心执行器施加最大电压,随机电压)
6、变形镜与DMD有什么区别?
DMD是Digital Micromirror Device的简称,是一种光学MEMS器件,由一系列高反射率的微小镜片组成。
DMD表面是离散的,每个微镜片就类似于图像传感器的一个像素,因此常用分辨率描述DMD对于光束方向的调控能力。变形镜表面一般是连续的(大口径离散镜面的变形镜除外),常用其所能产生的镜面形变复杂程度(如Zernike模式的阶数)来描述其对光束波前的调控能力。
变形镜所适应的光谱波段范围较广,对波段的限制更小。
变形镜可对高阶泽尼克畸变进行校正,一般用于对波前校正要求较高的领域,例如天文、生物显微成像、激光、光刻等,而DMD一般用于投影、照明等领域。
7、变形镜执行器之间的间距是多少?
不同变形镜的执行器之间的间距不同,具体间距需要看变形镜的尺寸、型号。
例如,荷兰OKO公司的变形镜执行器之间的间距一般是:6.83mm@19、4.30mm@37、4.75mm@69、4.72mm@79、4.30mm@109。法国ALPAO公司的变形镜执行器间距有:0.8/1.5/2.5/5.0mm。
8、变形镜的执行器有不同数量,是否意味着也有分辨率的说法呢?
变形镜的执行器越多,其镜面形变程度就越复杂。一般来说,变形镜的形变能力一般用其产生Zernike形变的阶数来衡量,例如,可校正5阶Zernike畸变等。
DMD或者SLM也可对光束进行调控,但是它们的表面是离散的,类似于图像传感器的“像素”,因此,DMD或者SLM对光束的调节能力常用其分辨率来评价。
9、变形镜能将高斯光调成平行光吗,还是只能进行调焦?
变形镜的主要作用就是用于光束波前的调节。通过改变变形镜各执行器的控制电压,可以使变形镜镜面产生多种复杂的形变。只要形变得当,是可以将高斯光调制成平行光的。此外,变形镜还可以产生不同阶数的Zernike形变,如离焦、散焦、球差、慧差等。
10、变形镜能否用于高功率激光?能量阈值是多少?
变形镜经过特殊镀膜能承受高功率激光,每款产品的能量阈值不同。
荷兰OKO的MMDM在普通镀膜情况下能承受3W激光,特殊镀膜能承受500W, 功率密度2kW/cm2。OKO的PDM在特殊镀膜下可承受30kW高功率的激光。
意大利Dynamic Optics的变形透镜至少可承受10mJ的飞秒激光。Dynamic Optics的变形镜适用于大功率激光,可根据客户要求进行镀膜定制。
法国ALPAO公司的变形镜激光损伤阈值(LIDT,镜面镀银)为: 880mJ/cm2(@12ns,10Hz,1064nm,脉冲激光) 或者50W (@1064nm,连续激光)。
11、Dynamic Optics的微透镜阵列能做到多小?口径最大能做到多少?
Dynamic Optics的微透镜阵列的间距为150um,无论其间距还是口径(面积)都可以根据用户的要求定制。波前传感器的尺寸为9mm*7.13mm。
(注:本文为本公司原创作品,目的在于让更多的人了解自适应光学。如转载请标明出处:灵动智能光学。)
地址:浙江省杭州市钱塘区6号大街452号高科技企业园3幢