Einfache Erklärung des Funktionsprinzips

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Abb.1: Abbild des Mikrolinsen-Arrays einer "idealen" unverzerrten Wellenfront

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Abb.2: Durchgang einer lokal geneigten Wellenfront

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Abb.3: Detail-Darstellung - Versatz eines einzelnen Bildpunktes je nach lokaler Neigung der Wellenfront

Das zentrale Element jedes Shack-Hartmann-Sensors ist ein optisches Element, typischerweise eine Glasplatte, mit regelmäßig darauf angeordneten Mikrolinsen.

Ein auf ein solches Element fallender kollimierter Lichtstrahl erzeugt auf einem 2d Bildgeber, typischeweise dem Chip einer Digitalkamera, ein Punktbild der einzelnen Linsen, welches entsprechend der jeweiligen lokalen Neigung der Wellenfront eine Verschiebung von der nominellen Lage aufweist.

Abbildung 1 zeigt das regelmäßige Muster einer idealen, d.h. über das gesamte optische Element parallel zum Mikrolinsen-Array eintreffenden Wellenfront.

Ist die Wellenfront hingegen lokal gegenüber den jeweiligen Mikrolinsen geneigt, äußert sich dies in einer entsprechenden Verzerrung der jeweiligen Abbildungen der Mikrolinsen (Abb.2).

Bezugnehmend auf das "ideale" Bild einer Wellenfront ohne Verzerrung, die man durch eine Referenzaufnahme bestimmt, lässt sich aus den jeweiligen Abweichungsvektoren mathematisch die tatsächliche Wellenfront des Testobjekts rekonstruieren. Abb. 3 zeigt exemplarisch diese Abbweichung von der nominellen Position eines einzelnen Bildpunktes.

 

Weiterführende Informationen:

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