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SID4波前分析仪在激光测量和光学计量学领域的应用

作者:维尔克斯  时间:2022-8-20 9:08:28

从学术实验室到私营公司的研发计划,从工业质量控制到生产线集成,Phasics独特的高分辨率波前传感器可以实现波前传感器激光测量,波前分析仪光学计量,波前定量相位成像并且在非常广泛的应用领域中运行。如:激光测量、光学计量学、定量相位成像和材料检测领域等等。本篇文章主要介绍了Phasics SID4波前传感器的应用领域。


Phasics SID4波前传感器的应用领域

PHASICS SID4波前传感器的应用主要包括四个领域,即激光测量、光学计量学、定量相位成像和材料检测。为了让更多人了解这些应用,下面我们列出了一些应用方便大家了解。例如,我们可以在激光测量中,描述激光束的特征,以获得其像差或传播信息。也可以通过将波前传感器与一个可变形的镜子耦合来进行自适应光学,不仅仅可以测量还可以纠正激光的像差。在光学计量学中,你可以对各种光学器件进行表征。你可以检查镜子的相位质量或透镜组件的数量,也可以测量子组件和完整的装配系统。

在定量相位成像中,你可以测量各种样品。例如红血球,细菌,但也可以进行细胞生长的跟踪,例如,看到其演变中的干质量来测量和量化细胞的含量。

在材料检测方面,你也有所有的可能性例如,元表面测量,你想在维修时检查元表面水平的波前。你也可以对透明材料进行测量,比如说光波导。并看到真正获得你的透明样品的折射率图。


Phasics SID4在激光测量领域的应用

Phasics 的波前传感器以其无与伦比的高分辨率和易用性而著称。一台仪器可以涵盖广泛的用途:光束测试、波前传感器激光测量,波前分析仪光学计量,波前定量相位成像,光学系统校准、自适应光学和等离子体表征。Phasics SID4 波前传感器为超快速和超强激光研究实验室以及激光制造环境中的研发工程师、生产团队和研究人员提供全面的多功能性。可以在从紫外到长波红外的任何类型的激光系统上使用自适应光学进行光束鉴定和校正:连续高功率、飞秒太瓦和拍瓦链、固态激光器、OPCPA、气体激光器、可调谐激光器……


激光束测试

基于其专有专利技术,Phasics 的波前传感器同时提供具有无与伦比的高分辨率的相位和强度测量。SID4波前传感器与其光束分析软件相结合,可对激光器进行全面诊断:波前传感器激光测量、波前像差、强度分布、激光束质量参数(M2、腰围尺寸和位置……)。鉴定是在单次采集中进行的。Phasics的波前分析仪可以放置在光学装置的任何位置,无论光束是准直的还是发散的。Phasics SID4波前传感器适用于从紫外到远红外的任何连续或脉冲激光,包括宽带可调谐源、拍瓦激光链等。


Phasics SID4波前传感器易于使用,并且在光学设置上的集成非常灵活。事实上,SID4波前传感器可以同时适应准直光束和发散光束。无需中继光学器件:一旦SID4波前传感器对齐,只需单击几下,您就可以在单次测量中访问完整的激光参数。

自适应光学

Phasics自适应光学解决方案与任何可变形光学器件兼容:任何供应商和任何技术,例如压电可变形镜、机械可变形镜、电磁可变形镜和MEMS可变形镜以及空间光调制器和自适应透镜。对于超快和超强激光的校正,Phasics自适应光学环路通过波前像差补偿实现最精细的校正,直至真空下的最后一个聚焦光学器件.OASys自适应光学回路结合了Phasics独有的高分辨率SID4波前传感器和最适合项目要求的可变形反射镜装置;得益于OASys专家控制软件,自适应光学环路是封闭的。Phasics的专家为可变形反射镜的选择和实施提供了深刻的指导,以适应您的应用,提出最佳设计,并在激光系统上安装自适应光学回路。Phasics自适应光学环路为研发和生产环境中的工程师、研究人员和制造商提供了全面的多功能性。

在经典的自适应光学环路实现中,SID4波前传感器放置在平行(提取)光束线上,并且使用光束缩小器-望远镜将激光尺寸调整到SID4孔径并将可变形镜面中继成像到SID4传感器平面.OASys软件通过测量每个执行器的影响函数自动执行可变形镜的校准,并运行自适应光学回路以收敛到所需的波前。经典配置极大地改善了激光焦斑质量,但没有考虑到最后一个聚焦光学器件和提取光束线中的光束缩减系统的像差。为了掌握全激光链的校正,Phasics提出了高级配置。

在傅里叶共轭平面中执行最后一个聚焦光学器件之后基于波前测量的焦点优化。这种配置导致更准确和更好的校正。首先,在相互作用室中的最后一个聚焦光学器件之后完成AO循环,收敛到完美的弯曲波前(1)。使用OASys软件功能可以轻松实现这一点。然后从经典配置的SID4位置(提取光束线上的上游)获取相应的参考。该参考将用作AO循环(2)的波前目标。此过程确保考虑到最终焦点之前的所有像差。此外,随着时间的推移,激光波动仍然可以测量,并且可以进行校正,以保持腔室中对目标的完美聚焦。使用与真空兼容的SID4-V,可以更进一步并在高真空下测量参考(步骤1)。


激光系统对准

SID4波前传感器为执行光学系统校准带来了很多优势。首先,SID4的范围涵盖大量波长光谱:UV、可见光、NIRSWIRMWIRLWIR。其次,SID4结构紧凑且易于对齐,这使得测量很容易就位。最后,高分辨率、大动态范围和纳米级灵敏度确保了准确和稳健的波前鉴定。Phasics SID4波前传感器为工程师、研究人员和制造商在研发和生产环境中进行光学系统校准和认证提供了最佳解决方案。

对于光学系统准直,可以直接在SID4软件上监控散焦Zernike项、光束发散度和曲率半径。

使用波前ZernikeLegendre多项式的实时计算,可以精细优化无焦望远镜的对准。借助R-Cube自发光源模块,可以在单程或双程(见下图)配置中进行测量。


双通道配置中的望远镜对准。


由于SID4在不使用中继透镜的情况下测量发散光束的独特能力以及波前像差的实时计算,SID4可用作简化复杂组件(如离轴抛物线)对准的工具。


等离子和气体喷射计量

SID4 Density是用于中性气体和等离子体密度测量的简单且极其灵敏的解决方案。它依赖于我们的高分辨率波前传感器SID4-HR的直接相移测量。Phasics密度模块为从事等离子体源设计、激光尾流场加速(LWFA)和高场科学实验的工程师和研究人员解决了等离子体和气体密度测量挑战。

气体射流密度是通过测量由传播通过它的探测光束中的气体引起的相移来确定的。这种相移是使用我们的高分辨率波前传感器SID4HR测量的。测量的相位或光程差与气体射流的折射率变化有关。然后使用逆阿贝尔变换来检索密度图。Phasics波前传感器的高空间分辨率(300×400测量点)和高灵敏度(<2nm相移)确保了可靠的密度计算。

作为共路径干涉仪,Phasics波前传感器直接测量感应相移,无需参考臂。因此,该设置非常紧凑且易于对齐。探头源可以是简单的卤素或LED源,也可以是激光束泄漏,因为传感器是消色差的。该解决方案具有成本效益且用途广泛。

对于等离子体密度测量,原理和实现与气体密度类似。唯一的区别是探测光束必须与驱动激光器同步。为此,很容易通过反射镜泄漏使用一小部分驱动激光器。可以使用延迟线来研究等离子体动力学,并且可以将探头频率加倍以提高灵敏度。









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