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可见光系列波前传感器

为给用户提供完整的自适应光学解决方案,法国ALPAO公司继变形镜之后又推出一系列波前传感器。这一系列夏克-哈特曼波前传感器专为自适应光学应用而设计。为提高自适应光学闭环带宽,波前传感器传输时间短是该系列的一大特色。其中可见光系列响应波长为350-1000 nm,有基于CMOS和基于EMCCD的两大类产品,以满足不同应用的用户需求。

销售工程师:蒋工

电话:021-6248 6110-18

手机:13816867757

邮箱:yanmeng.jiang@sinoptix.fr


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    常规产品型号

    型号

    子孔径数

    帧频(Hz)

    读出延迟(µs)

    SNR为1时的光子数

    (/帧/子孔径)

    倾斜/离焦测量范围

    (PV, µm)

    重复度

    (RMS, nm)

    SH-CMOS

    50×50

    99

    5000

    100

    80/20

    2

    SH-CMOS-fast

    23×23

    5670

    5

    1000

    50/12

    SH-EMCCD

    16×16

    502

    141

    3

    26/7

    SH-EMCCD-fast-

    69

    8×8

    1838

    64

    3

    13/4

    97

    10×10

    1004

    64

    16/4

    292

    19×19

    2067

    60

    4

    32/9

    468

    23×23

    2067

    60

    39/11

    以上所有产品兼容ALPAO自适应光学软件ACE和自适应光学实时运算平台ACEfast

    选型指导

    主要特点

    ü专为自适应光学应用而设计

    ü帧频最高达5670 Hz

    ü延迟时间最短5 µs

    ü最大量子效率高达95%

    图注:上图表示SH-EMCCD(蓝色实线),SH-CMOS(红色实线)和SH-CMOS-fast(红色虚线)的典型量子效率。横轴为波长(单位nm),纵轴为量子效率(单位%)。

    无波前探测自适应光学系统在显微成像领域使用普遍。选取何种光学参数作为闭环收敛基准在无波前探测自适应光学系统中是用户需要思考的一个问题。University Grenoble Alpes的团队在本文选择了两个参数作为基准:荧光光子率和分子亮度,比较了基于这两个参数的自适应校正精度。文中应用了ALPAO的变形镜DM97-15和自适应软件ACE来完成无波前闭环控制,对基于这两个参数进行的闭环性能进行了比较,而在闭环前,先使用了ALPAO的波前传感器对变形镜进行校准。

    参考文献:

    Optimizing the metric in sensorless adaptive optical microscopy with fluorescence fluctuations


    üQ1:什么是波前?

    A1:波在传播过程中,具有相同相位的点所共同构成的面称为波前,或称波阵面。

    üQ2:波前传感器是基于什么原理工作的?

    A2: 法国ALPAO的波前传感器系列产品均属于夏克哈特曼波前传感器(Shack-Hartmann wavefront sensor)。夏克哈特曼波前传感器由一个微透镜阵列和CCD、CMOS等成像传感器构成。成像传感器位于微透镜的焦面上。光束入射后被微透镜聚焦后,在成像探测器上成若干个光点。如果入射的是理想的平面波前光,则光点位于每个微透镜的中心。当入射光束的波前发生畸变,则光点位置偏离微透镜中心。通过获取每个光点在两个正交方向上的偏移量,即可得到整体的波前形状。

    图注:夏克哈特曼波前传感器工作原理,左图:具有理想平面波前的光束在探测器上的成像,右图:具有畸变波前的光束在探测器上的成像。

    üQ3:为何参数表中没有给出测量精度?

    A3:法国ALPAO的波前传感器专为自适应光学应用所设,暂不推荐用于光学元件面形测量等看重绝对测量精度的应用。而对于自适应光学应用来说,绝对测量精度并非那么重要则是因为非共路像差(non-common path aberration)的存在。

    图注:典型的自适应光学系统结构示意图

    在典型的自适应光学系统中,经过变形镜校正的光束被分光元件分为两束。其中一束耦合入波前传感器检测校正后的波前残差,为下一次的校正提供依据。另一束则用于科研目的(如天文光学、视网膜成像、显微成像等应用中,这路光束用于成像)。由于分光元件及其他光学元件(如成像相机前的耦合透镜),这两路光束的波前一定存在差异,且该差异一般达到微米数量级。而波前传感器的绝对精度误差则在纳米数量级。因此,波前传感器的精度误差在自适应光学应用中可忽略不计。