PHASICS波前传感器不同型号参数对比

从紫外到红外的高分辨率波前传感器 SID4不同型号参数对比

PHASICS技术的引入是为了克服哈特曼传感器的局限性，尤其是分辨率。 这种超高分辨率可实现精确的波前测量，以实现对光束参数的稳健计算。PHASICS的波前传感器采用独家技术：四波横向剪切干涉，由于涵盖光束测试、自适应光学和等离子体表征，PHASICS仪器为高功率激光设施（千兆瓦、兆兆瓦……）的工程师和研究人员提供了全面的多功能性。

我们对比了几款PHASICS波前传感器SID4不同型号的参数，其中SID4与SID4-V的孔径尺寸和外形尺寸相同，分别为为4.73mmx3.55mm，54mmx46mmx75.3mm；SID4-Bio与SID4-HR的孔径尺寸和外形尺寸相同，分别为11.84mmx8.88mm，54mmx46mmx79mm；SID4-SWIR、SID4-SWIR-HR与SID4-eSWIR的孔径尺寸相同为9.60mmx7.68mm，但外形尺寸SID4-eSWIR为90mmx115mmx120mm，而SID4-SWIR与SID4-SWIR-HR外形尺寸为100mmx55mmx63mm。

剩下的型号SID4-UHR、SID4-sC8、SID4-UV、SID4-UV-HR、SID4-NIR、SID4-LWIR、SID4-DWIR的孔径尺寸分别为15mmx15mm、16.61mmx14.04mm、7.4mmx7.4mm、13.8mmx10.88mm、4.73mmx3.55mm、16.00mmx12.00mm、10.08mmx8.16mm；外形尺寸分别为60mmx60mmx70mm、82mmx89mmx145mm、78mmx88.1mmx71.1mm、51mmx51.1mmx76mm、44mmx43mmx64.5mm、90mmx96mmx110mm、85mmx118mmx193mm。

SID4各个型号波段范围中，SID4、SID4-V、SID4-Bio、SID4-HR、SID4-UHR的波段范围相同，为400-1100nm，而SID4-SWIR与SID4-SWIR-HR的波段范围相同，为0.9-1.7µm，其他型号SID4-sC8、SID4-UV、SID4-UV-HR、SID4-NIR、SID4-eSWIR、SID4-LWIR、SID4-DWIR的波段范围分别为400-1050nm、250-400nm、190-400nm、1.5-1.6µm、0.9-2.35µm、8-14µm、3-5µm&8-14µm。

对相空间分辨率进行比较，SID4、SID4-V、SID4-HR、SID4-UV、SID4-NIR的相空间分辨率相同，为29.6µm，其中SID4-UHR最小的空间分辨率像素可达22um，SID4-SWIR与SID4-eSWIR的相空间分辨率相同，为120µm，其他型号SID4-sC8、SID4-UV-HR、SID4-SWIR-HR、SID4-LWIR、SID4-DWIR的波段范围分别是19.5µm、40µm、60µm、100µm、68µm。夏克哈特曼传感器的像素尺寸一般都在100~120um以上，因此Phasics的所有波前传感器的像素尺寸都远小于同等级的夏克哈特曼传感器。

就相位分辨率来比较，SID4、SID4-V、SID4-HR、SID4-UHR、SID4-UV、SID4-SWIR、SID4-SWIR-HR的相位分辨率相同，为2nmRMS，SID4-LWIR与SID4-DWIR相位分辨率相同，为25nmRMS，SID4-Bio、SID4-sC8与SID4-UV-HR相位分辨率相同，为1nmRMS，其他型号SID4-NIR、SID4-eSWIR的相位分辨率分别为11nmRMS和<6nmRMS*。

SID4各个型号的相位采样（像素）中，SID4、SID4-V、SID4-NIR、SID4-LWIR、SID4-DWIR相同，为160×120（像素），SID4-Bio与SID4-HR相同，为400×300（像素），SID4-SWIR与SID4-eSWIR相同，为80×64（像素），其他型号SID4-UHR、SID4-sC8、SID4-UV、SID4-UV-HR、SID4-SWIR-HR的相位采用分别为512×512、852×720、250×250、355×280、160×128（像素），其中SID4-UHR可选666×666（像素）

对比相位精度，SID4-UV、SID4-V、SID4-UHR、SID4-NIR、SID4-SWIR、SID4-SWIR-HR相同，为15nmRMS，SID4、SID4-UV、SID4-UV-HR相同，SID4-LWIR与SID4-DWIR相同，分别为10nmRMS、75nmRMS，而SID4-eSWIR的相位精度为<40nmRMS*。

帧数最高的是SID4-SWIR和SID4-SWIR-HR，可达100fps，最低的是SID4-UHR，为8fps。SID4、SID4-V与SID4-NIR帧数相同，为60fps，SID4-Bio与SID4-HR相同，为10fps。其他型号SID4-sC8、SID4-UV、SID4-LWIR、SID4-DWIR的帧数分别为40fps、30fps、24fps、50fps。

SID4、SID4-NIR、SID4-LWIR、SID4-DWIR的实时频率(全分辨率)相同，为10fps，SID4-sC8与SID4-eSWIR的实时频率(全分辨率)相同，可超过10Hz，SID4-SWIR与SID4-SWIR-HR的实时频率(全分辨率)相同，为7fps。SID4-HR与SID4-UV-HR的实时频率(全分辨率)相同，为3fps。其他型号SID4-V、SID4-UHR、SID4-UV的实时频率(全分辨率)分别为7Hz、1Hz、2fps。这里Hz和fps两个单位可以相互替换，都代表每秒读取的次数。

SID4系列中有五个型号的重量只有250g，分别是SID4，SID4-V，SID4-Bio，SID4-HR和SID4-NIR；SID4-SWIR与SID4-SWIR-HR重量为500g，是SID4的两倍；最重的型号为SID4-eSWIR，有1.8kg，其次是SID4-DWIR，有1.6kg。其他型号SID4-UHR、SID4-sC8、SID4-UV、SID4-UV-HR、SID4-LWIR的重量分别为450g、1100g、575g、300g、850g。

综合比较发现，PHASICS 波前传感器的相同之处是：1.高分辨率；2.高动态范围; 3.直接测量发散光束；4.自参考；5.无色系

PHASICS 波前传感器不同型号各有参差，SID4，SID4-V，SID4-Bio，SID4-HR，SID4-UHR都覆盖400-1100nm，其中分辨率较高的是SID4-UHR，但是重量最重，相位精度最低的是SID4，但是帧数和实时频率(全分辨率)最高，SID4-HR比SID4-V的相位采样（像素）高出很多，SID4-sC8的相位采样（像素）最高但是SID4-sC8只覆盖400-1050nm；SID4-UV的波段范围最短，为250-400nm，只能用于紫外光；SID4-eSWIR是近红外波段的波前传感器的扩展，波段范围是0.9-2.35µm，SID4-DWIR的波段范围最宽，为3-5µm&8-14µm，可用于中红外双波段，但是重量有1.8kg；SID4-HR的孔径尺寸最大，为11.84mmx8.88mm，而SID4、SID4-V、SID4-NIR的孔径尺寸最小，为4.73mmx3.55mm，其中SID4-NIR是孔径尺寸、外形尺寸和重量最小的近红外波段波前传感器。SID4-LWIR与SID4-DWIR的相位分辨率和相位精度最大，分别为25nmRMS和75nmRMS。