Wellenfrontsensoren, adaptive Optiken und Optiktester von Phasics:

Mit den SID4 Wellenfront-Sensoren von Phasics werden Laser, Linsen und komplette optische Aufbauten getestet und justiert. Die Systeme erreichen nahezu die Messgenauigkeit von Interferometern bei einem wesentlich größeren Messbereich von über 100λ und ohne von deren Schwingungsempfindlichkeit beeinträchtigt zu werden. Außerdem können Sie auch stark gekrümmte Wellenfronten mit Radien bis hinunter zu 3mm noch erfassen, was selbst klassische Shack-Hartmann-Sensoren nicht ohne zusätzliche Relay-Optik vermögen. Für Objektive oder Asphären mit einer numerischen Apertur über 0,3 stehen Adapteroptiken zur Verfügung. Damit ist endlich ein genauer Asphären-Test mit kompletter optischer Charakterisierung (MTF, PSF, Zernike- und Legendre-Polynome, M², Strehl-Ratio, etc.) in weniger als einer Sekunde möglich. Die laterale Auflösung von bis zu 400x300 Stützstellen wird von keinem anderen kommerziell verfügbaren System erreicht. Damit sehen Sie auch räumlich kleine Störungen, die etwa durch Streuzentren hervorgerufen werden. Mikrooptiken testen Sie wesentlich schneller als bisher, weil die höhere laterale Auflösung ein größeres Messfeld erfasst.

Eine weitere Anwendung ist die Justage komplexer Optiken. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Zielposition eines Strahls in Form einer Maske vorzugeben und die reale Distanz zur Ist-Position ausrechnen zu lassen. So wird auf einen Blick deutlich, wann die Justage erfolgreich ist und mit dem nächsten Schritt begonnen werden kann. Auf diese Weise vermeidet man langwieriges Herumprobieren. Des Weiteren kann die Position zu Qualitätssicherungszwecken gespeichert und später analysiert werden.

Das Programm gibt aber nicht nur an, wie gut der Strahl justiert ist, sondern auch welcher Effekt noch optimiert werden muss. Herkömmliche Strahldiagnose-Geräte bestimmen nur die Form des Fokus, nicht aber den Grund für die Abweichung. Das SID4-System zeigt dagegen eindeutig, dass beispielsweise der Tilt die Ursache für die Fehljustage ist und der Techniker kann sich gleich zu Anfang auf die Stellschrauben konzentrieren, die dafür benutzt werden. Kürzere Justage- und Einarbeitungszeiten neuer Mitarbeiter sind die Folge.

Das Messprinzips des modifizierten Hartmann-Tests ist absolut achromatisch und so auch für Kurzpulslaser oder spektral breitbandige Lichtquellen geeignet. Besonders bei den hohen Anforderungen an die genaue Justage von mehrfarbigen Laser-Projektionssystemen in der Druck- und Filmindustrie beschleunigt eine korrekte Messung aller Strahlen die Justage enorm.

Der Optiktester Optiktester “Kaleo” ist ein Stand-Alone-Gerät für den Test von Optiken mit bis zu 25mm Durchmesser. Es ist schwingungsunempfindlich und misst mit einer Wiederholgenauigkeit von 1nm RMS bei numerischen Aperturen von bis zu 0,3 (Standard NA <0,1), ohne dass eine Relay-Optik nötig wäre.

Er baut auf dem SID4 Wellenfrontsensor auf und ermittelt die Zernike- Polynome, Modulation Transfer Funktion (MTF) und die Point Spread Function (PSF) in weniger als einer Sekunde. Die Software bietet einen speziellen Produktionsmodus mit Passwort-geschützten Zugriffsrechten.

Eine zusätzlich mögliche Erweiterung des SID4 Wellenfrontsensors ist das adaptive Optiksystem OASys. Es besteht aus einem Wellenfrontsensor, der die reale Wellenfront vermisst und einer Software, die aus dem Soll- und dem Istwert die notwendige Korrektur berechnet. Über einen Spatial-Light-Modulator oder einen deformierbaren Spiegel wird dann in Echtzeit ein Regelkreis geschlossen, der zum Beispiel den Fokus eines Laserstrahls auch trotz der Brechungsindexschwankungen im Strahlengang konstant hält. So können auch thermische Effekte, die nur schwer vorhersehbar sind, (zum Beispiel „Thermal Lensing“), kompensiert werden. Aufgrund der hohen örtlichen Auflösung kann das Verfahren jetzt auch in Bild-gebenden Anwendungen der Astronomie, Mikroskopie und Ophtalmologie angewandt werden. 

Firmenprofil PHASICS

PHASICS wurde 2003 auf dem Campus der renommierten Ecole Polytechnique in Palaiseau südlich von Paris gegründet und ist ein Spin-off des Labors für Anwendungen von Hochleistungslasern (LULI). Seit 2004 liefert Phasics mit großem Erfolg Wellenfrontsensoren und adaptive Optiken an Forschungsinstitute und Hochtechnologiefirmen in der ganzen Welt. Der ursprünglich zur Charakterisierung von Infrarot-Hochleistungslasern und deren Strahloptimierung entwickelte Sensor, bietet jetzt faszinierende Anwendungen in der Augenheilkunde, Mikroskopie, Bildverarbeitung und Astronomie.

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