Phasics波前传感器SID4

型号	波长 μm	孔径 mm2	空间分辨 μm	采样点	精度/绝对精度 nm RMS	分辨率/灵敏度 nm RMS	动态范围 μm	采样频率 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

产品介绍：法国PHASICS 的波前分析仪，基于其波前测量专利——四波横向剪切干涉技术（4-Wave Lateral Shearing Interferometry）。作为夏克-哈特曼技术的改进型，这种独特的专利技术将超高分辨率和超大动态范围完美结合在一起。任何应用下，其都能实现全面、简便、快速的测量。

主要应用领域：

1. 激光光束参数测量：相位（2D/3D），M2，束腰位置，直径，泽尼克/勒让德系数
2. 自适应光学：焦斑优化，光束整形
3. 元器件表面质量分析：表面质量（RMS，PtV，WFE），曲率半径
4. 光学系统质量分析：MTF, PSF, EFL, 泽尼克系数, 光学镜头/系统质量控制
5. 热成像分析，等离子体特征分析
6. 生物应用：蛋白质等组织定量相位成像

产品特点：

1. 高分辨率：最多采样点可达120000个
2. 可直接测量：消色差设计，测量前无需再次对波长校准
3. 消色差：干涉和衍射对波长相消
4. 高动态范围：高达500μm
5. 防震设计，内部光栅横向剪切干涉，对实验条件要求简单，无需隔震平台也可测试

一，四波横向剪切干涉技术背景介绍

Phasics四波横向剪切干涉：当待测波前经过波前分析仪时，光波通过特制光栅（图1）后得到一个与其自身有一定横向位移的复制光束，此复制光波与待测光波发生干涉，形成横向剪切干涉，两者重合部位出现干涉条纹（图2）。被测波前可能为平面波或者汇聚波，对于平面横向剪切干涉，为被测波前在其自身平面内发生微小位移发生微小位移产生一个复制光波；而对于汇聚横向剪切干涉，复制光波由汇聚波绕其曲率中心转动产生。干涉条纹中包含有原始波前的差分信息，通过特定的分析和定量计算梳理（反傅里叶变换）可以再现原始波前（图3）。

技术优势

1. 高采样点：

高达400*300个采样点，具备强大的局部畸变测试能力，降低测量不准确性和噪声；同时得到高精度强度分布图。

2. 消色差：

干涉和衍射相结合抵消了波长因子，干涉条纹间距与光栅间距完全相等。适应于不多波长光学测量且不需要重复校准，

3. 可直接测量高动态范围波前：

可见光波段可达500μm的高动态范围；可测试离焦量，大相差，非球面和复曲面等测。

二，软件介绍

SID4波前分析仪控制软件

SID4波前分析仪控制软件与SID4 波前传感器配套提供的是一款完整的分析软件，其集成了高分辨率的相位图与强度分布图，测量光强分布和波前信息。

借助Labview和C++ 可编程模块数据库（软件二次开发工具包），客户能够根据自身的需要编写各种相位测量与编译模块。

Adaptive Optics Loops将SID4 Wavefront Sensor结合您的应用，选配合适的可变形镜或相位调制器，提供整套的自适应光学系统。减小任何一个光学系统的相差从来都不是简单的，我们的产品能为激光光束和成像系统带来更可靠，高精度的解决方案。

SID4控制界面

SID4光学测量软件Kaleo

Phasics基于剪切干涉的波前传感器与专门设计的光学测量软件Kaleo结合，可以测量球面镜和非球面镜的像差及MTF等信息。只需要几秒钟，我们的仪器为您呈现绝大部分的光学参数，如焦距，光腰，MTF，像差，Zernike系数，曲率半径，PSF等。

三，与传统哈特曼波前分析仪比较

与传统哈特曼波前传感器测量结果对比：

	PHASICS：SID4	SH	区别
技术	四波横向剪切干涉	夏克-哈特曼	是对夏克-哈特曼技术的改进，投放市场时，已经申请技术专利。目前，PHASICS 全球售出超过 300 个探测器。
重建方式	傅里叶变换	分割法（直接数值积分）或模式法（多项式拟合）	SH：实际夏克-哈特曼波前探测器，局域导数以微透镜单元区域的平均值来近似。对于大孔径的透镜单元，可能会增加信号误差，并且，在某些情况下会产生严重影响。 SH：在分割法中，边界条件很重要。
强度	由于采用傅里叶变换方法，测量对强度变化不敏感	由于需要测量焦点位置，测量对强度变化灵敏	关于测量精度，波前测量不依赖于强度水平。
使用/对准方便	界面直观，利用针孔进行对准	安装困难，需要精密的调节台	SID4 产品使用方便。
取样（测量点）	SID4-HR 达 300x400 测量点	128x128 测量点（微透镜数量）	SID4-HR 具有很高的分辨率。 这使得测量更可靠， 也更稳定。
数值孔径	SID4 HR NA：0.5	NA：0.1	SID4-HR 动态范围更高。
空间分辨率	29.6μm	115μm	SID4-HR 具有更好的空间分辨率。
重复性（RMS）	2nm RMS	λ/200( 5nm @1053 nm)	更好的重复率， 更稳定。
获取频率	10fps	7.5fps	分析速度快
处理频率	>3Hz（全分辨率）	5Hz
照明	SID4 的技术可以 消色差。 系统对不同波长和带宽响应一致。无需对每个波长进行校准。	夏克-哈特曼技术基于微透镜，其特性依赖于波长（由于玻璃色散）。仪器需要对每个波长校正。	PHASICS 更灵活：可以测试宽波段，而不需要额外校准。

四，应用方向

1. 激光光束测量

可以实时测量强度相位（2D/3D）信息，Zernike/Legendre系数，远场，光束参数，光束形状M2等。

 

2光学测量

Phasics波前传感器可对光学系统和元器件进行透射和反射式测量，专业Kaleo软件可分析PSF,MTF等

3.光学整形：

利用Phasics波前传感器检测到精确的波前畸变信息，反馈给波前校正系统以补偿待测波前的畸变，从而得到目标波前相位分布和光束形状。右图上为把一束RMS=1.48λ的会聚光矫正为RMS=0.02λ的准平面波；右图下为把分散焦点光斑矫正为准高斯光束。高频率大气湍流自适应需要配合高频波前分析仪。

 

4.光学表面测量：

  Phasics的SID4软件可以直接测量PtV, RMS, WFE和曲率半径等，可直接进行自我校准，两次测量相位作差等。非常方便应用于平面球面等形貌测量。部分测量光路如右图所示

5.等离子体测量

法国Phasics公司SID4系列等离子体分析仪(Plasma Diagnosis)是一款便携式、高灵敏度、高精度的等离子体分析仪器。该产品可实时检测激光产生的等离子体的电子密度、模式及传播方式。监测等离子体的产生、扩散过程，以及等离子体的品质因数。更好地为客户在喷嘴设计、激光脉冲的照度、气压、均匀性等方面提供最优化的数据支持。

法国Phasics是一家波前分析仪生产厂家，为客户提供的各种自适应的光学系统。Phasics的波前传感器以其无与伦比的高分辨率以及易用性在众多厂商中脱颖而出，由于Phasics的波前分析仪的应用领域涵盖了光束测试，自适应光学和等离子体表征。在高功率激光仪器中需要使用波前传感器的工程师和研究人员，Phasics的波前传感器能够为他们提供全面的服务。

通过Phasics公司的独家技术：四波横向剪切干涉法，能够有效克服夏克-哈特曼波前探测器的局限性，尤其是该探测器的分辨率低的问题。Phasics的波前分析仪具有超高的分辨率，能够实现精确的波前测量，从而可靠地计算光束参量。

本文的产品主要有：适用于常用波段的SID4波前分析仪;  用于红外波段的型号：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。所有的波段都能够有适合的产品为您提供，并且有高采样点的型号和普通标准的型号等。

法国Phasics波前分析仪主要应用：

-光学系统质量分析：MTF, PSF, EFL, 泽尼克系数, 光学镜头/系统质量控制

-激光光束参数测量：相位（2D/3D），M2，束腰位置，直径，泽尼克/勒让德系数

-生物应用：蛋白质等组织定量相位成像

-自适应光学：焦斑优化，光束整形

-热成像分析，等离子体特征分析

-元器件表面质量分析：表面质量（RMS，PtV，WFE），曲率半径

法国Phasics SID4 波前分析仪的特点：

SID4可用于400nm-1000nm 的激光的波前像差，强度分布，波前位相、泽尼克参数, 激光的M2等进行实时的测量及参数输出。

-可直接测量：消色差设计，测量前无需再次对波长校准，消色差：干涉和衍射对波长相消

-高动态范围：高达500μm

-波长范围：400-1100nm

-高分辨率：最多采样点可达120000个（160×120），测量稳定性高

-内部光栅横向剪切干涉，防震设计，无需隔震平台也可测试，对实验条件要求简单

SID4 UV-HR高分辨紫外波前分析仪的特点：

Phasics公司将 SID4的测量波长范围:190nm-400nm。SID4 UV-HR是一款适用于紫外波段的高分辨率波前分析仪，非常适用于光学元件测量（例如印刷、半导体等等）和表面检测（半导体晶片检测等）。

-高分辨率（250×250）

-通光孔径大（8.0mmx8.0mm）

-覆盖紫外光谱

-灵敏度高（0.5um）

-优化信噪比

SID4-HR 波前分析仪特点：

能够进行对透镜、光学系统实时的PSF（点扩散函数）、OTF（光学传递函数）、MTF（调制传递函数）以及波前像差测量和参数输出。与传统的透镜检测设备比较：干涉仪，传函仪、具有测量精度高，操作简便，参数输出方便等优势。

-曝光时间极短,保证动态物体测量

-波长范围：400-1100nm

-实时测量，立即给出整个物体表面的信息（120000个测量点）

-高性能的相机，信噪比高，操作简单

SID4 NIR 波前分析仪

其主要针对1550 nm（1.5um-1.6um）激光进行检测的仪器，具有分辨率高，高动态范围、高灵敏度、操作简便等独特的优势。是红外透镜像差，光学测量和红外物体、MTF，PSF以及焦距和表面质量测量的理想工具。

-高分辨率（160×120）

-快速测量

-绝对测量

-对振动不敏感

-性价比高

SID4 UV 波前分析仪

其主要针对250-450nm激光进行检测的仪器，具有分辨率高，高动态范围、高灵敏度、操作简便等独特的优势。完美适用于UV光学测试，UV激光表征（用于光刻，半导体……）和表面检测（透镜和晶圆……）光学测量和MTF，PSF以及焦距测量。

-非常高的分辨率-250×250相位图

-高灵敏度 – 2 nm RMS

-经济实惠的紫外波前测量解决方案

SID4 DWIR/ SID4 LWIR/ SID4-SWIR波前分析仪

拥有宽波段波前探测的特点。实时的检测3-5um以及8-14um的强度分布和波前位相等的波前信息。可以很好的应用于红外波段应用的波前检测需求。

-光学测量：SID4 DWIR是测量红外物体特性（热成像和安全视觉）或红外透镜（CO2激光器）的理想工具，输出结果包括MTF，PSF，像差，表面质量和透镜焦距。

-光束测量：（CO2激光器，红外OPO激光光源等等）此型号可以提供详尽的光束特性参数：M2，像差，光束特性，光强分布等

-可实现离轴测量，可实现绝对测量，性价比高

-高分辨率（96×72，快速测量 对振动不敏感

-可覆盖中红外和远红外波段 大数值孔径测量，无需额外中转透镜

总体而言，在空间分辨率和灵敏度而言基于剪切干涉技术的波前分析仪都比夏克哈特曼为基础的波前分析仪要更为优秀。采样点更多，准确度更高分辨率也更高。安装便捷，配套的软件功能丰富。基于傅里叶变换，将时域转换为频域分析使得其不依赖光强变化，更加的敏感，但可能不能估计光强的变化。一定条件下，它是选择作为激光质量分析，透镜质量监控，光学表面测量，以及成像的更优选择。