波前传感器的技术革命-----四波剪切干涉技术

　　引 言：

　　波前传感器（Wave Front Sensor），按照其技术发展的历史可以分为三个阶段：第一阶段，1900年德国科学家哈特曼采用挖孔的光阑技术制作完成了世界上第一个可以用于检测波前的传感器。第二阶段，1971年R.K.Shack采用为透镜阵列研发成功了精度更高的夏克-哈特曼波前分析仪。2000年法国Phasics研发团队采用四波剪切干涉技术成功研发了基于四波横向剪切干涉技术（4-Wave Lateral Shearing Interferometry），该波前探测器具有高分辨率（400300）、高动态范围（500 um）、消色差、高灵敏度、高相对精度（2nm RMS）、无需校正、体积小、操作简便等特点。上海昊量光电设备有限公司代理的法国phasics波前相差仪可以实时测量成像系统瞳面波前误差，然后将这些测量数据转换成自适光学系统的控制信号，并对成像系统的光学特性进行实时控制，实时校正入射光束波前变形，从而补偿又大气湍流引起的波前畸变，使物镜得到接近衍射极限的目标像。

　　四波剪切干涉技术原理：

　　剪切干涉技术基本原理是将待检测的激光波前分成两束，其中的一束相对于另一束横向产生一些错位，两束错位的光波各自保持完整的待测波前信息，相互叠合后，产生干涉现象，CCD/CMOS相机会接收干涉图样，进行相应的计算分析，从而利用傅立叶变换的相关计算，分析出待测波前的相位分布，以及强度分布等。基于干涉条纹的疏密度敏感于波前的斜率，因此波前传感器 在探测波前的偏离范围较传统的哈特曼传感器具有更大的优越性。

　　波前传感器的典型应用

　　光在传输的过程中会经过不同的介质，不同的介质由于其构成物质的分布不均匀，从而导致光的波前产生各种各样的变化，自适应系统便应运而生。作为自适应系统中重要的一环，波前传感器的检测精度，动态范围等等因素，都制约着自适应系统最终的调制结果。由于剪切干涉波前分析仪具有分辨率高，探测精度高，探测速度快，操作简便，可直接的三维显示波前畸变的模式等优点，目前已经得到了广泛的使用。

　　1、自适应光学系统实时波前探测

　　在自适应光学系统中利用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，从而可有效的降低湍流应的影响，补偿大气湍流引起的光波相位扰动。