WaveSensor & WaveMaster®
Shack-Hartmann波前传感器
为保证复杂光学设计在生产后的实施，必须采用合格的测量技术。波前测量特别适合于此目的，因为它在空间分辨的基础上决定图像质量，即在所有视场角度上，并在整个样本孔径上。与传统的MTF测试相比，这不仅能产生基于点的质量测量，而且还能在整个孔径范围内连续对齐。
高的灵活性
WaveSensor和WaveMaster的最大动态范围可达2000 λ®允许在透镜设计中测量高灵活性。
重复精度高
除了高达λ/20 (RMS)的测量精度，λ/200 (RMS)的高重复性也可以实现由于紧凑，鲁棒和抗振动的设计。
直接的评价
实时地将测量的波前数据与样品透镜或设计值进行比较和评价。
产品概述
这些传感器实时分析整个光学布局或单个表面，提供波前(PV, RMS)、泽尼克系数、点扩散函数(PSF)、调制传递函数(MTF)、Strehl比、曲率半径和非球面系数的确定。因此，他们不仅能得出质量控制的结论，而且能得出生产过程的结论。
wavessensor是TRIOPTICS球面、非球面、自由形状和平面单透镜和透镜系统波前测量和分析的基础。它包括一个Shack-Hartmann传感器，可以单独使用，也可以集成在完整的测量系统中。
WaveMaster测量系统具有操作简单、灵活性强等特点®紧凑系列和WaveMaster®方案经过优化，多自由度，用于研发和单镜头随机抽样质量检测。对表面和/或整个光学组件进行分析。
与WaveMaster®PRO 2, TRIOPTICS提供了一个测量系统，在生产中优化使用，并提供批量测量。在应用中，仅仅轴上波前测量是不够的，因为高视场角没有考虑在内，WaveMaster®申请和WaveMaster®提供解决方案。
WaveMaster®PRO 2 / PRO 2晶圆/
箴2计划
透镜和晶圆的连续测试
WaveMaster®PRO 2用于透镜组件和光学晶圆的系列测试
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全自动高样品量测量(晶圆或加载托盘)
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每个镜头的测量时间小于3秒，测量步骤提供了高的样品通量
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高可重复性
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与设计数据或主样本相比，用户定义的面向应用的质量控制的通过/失败标准
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通过导出每个透镜的测量数据，测量结果具有高透明度，能够对材料缺陷和生产误差进行最优的生产控制
WaveMaster®场
离轴波前测量
的WaveMaster®视场用于测试大视场角下的单镜头和物镜。
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通用波前检测，视场角高达60°
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灵活和简单的调整个别入射角和波长
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可变样本持有人允许适应不同的样本类型-理想的研发
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用以下透镜参数表征样品:EFL, MTF，失真，泽尼克分析
WaveMaster®计划
平面样品测量
的WaveMaster®该方案适用于Shack-Hartmann传感器波前分析的平面表面质量检测。
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平面光学元件波前综合分析
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快速简便的测量:手动放置样品，并通过X-Y台进行调整
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采用抗振动结构，测量系统稳定、不依赖环境
WaveMaster®紧凑的2
用于研发的传动测量
WaveMaster®Compact 2提供波前测量单透镜和光学系统的质量控制。
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用于单透镜波前测量的研发和质量控制
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整个镜头在传输过程中的测量与分析
WaveMaster®紧凑2反射
为研发反思测试
WaveMaster®Compact 2 Reflex允许测量单透镜的表面形貌和曲率半径
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用于单透镜波前测量的研发和质量控制
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反射表面拓扑的测量与分析
WaveMaster®2通用紧凑
透射和反射测试
结合波前和表面地形测量是可能的与WaveMaster®紧凑的2通用。
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用于单透镜波前测量的研发和质量控制
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测量和分析整个光学在传输和表面拓扑在反射
WaveMaster®科大
步进目标通用测试
WaveMaster®UST允许双边远心透镜的全自动波前测量
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通过波前测量完成大型双侧远心透镜(重量高达300公斤)的离轴映射
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通用领域尺寸高达70 x 45 mm²(对象平面)或100 x 100 mm²(图像平面)
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通过高度自动化实现简单快速的测量
WaveMaster®术后2
人工晶状体的波前映射
使用WaveMaster进行波前测量®人工晶状体2使人工晶状体的功率映射成为可能。
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用于所有常见屈光人工晶状体质量控制的通用测量系统:单焦、环面、球面和非球面
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根据ISO 11979在空气中或在任意加热的原位模型眼中测量疏水和亲水透镜
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全自动和用户独立的确定镜头像差，MTF, EFL和PSF
基于波前分析的WaveMaster®IOL 2测量屈光单焦和环面，球面或非球面人工晶状体的关键参数使用wavessensor, TRIOPTICS的完善的Shack-Hartmann传感器。因此，它被用于研究和开发以及生产。通过对快速测量得到的波前进行分析，计算折射率、像差和调制传递函数等测量参数。此外，还支持全自动化的环面透镜测量(两条经脉的MTF，标记识别)。空中或现场测量的所有方面都安排在一个新的直观可用的界面，指导用户通过过程。
- 波前测量允许完成功率映射
- 在透镜评估期间的最高可能的安全，因为测量是比ISO要求的公差精确三倍
- 通过泽尼克分析，对研发过程中的透镜像差进行个体分析
- 通过在环面透镜的两个主要部分的自动MTF测量来优化测试环面透镜的成像质量
- 全自动测定环面透镜标记与主截面之间的轴向偏差
- 实时摄像机图像允许对镜头的制造质量进行视觉分析
- 掩模直径可根据需要的分辨率和动态调整到特定的样品
应用程序
对紧凑透镜系统的需求，其特点是小尺寸和低重量的引线，在许多情况下，用一个非球面光学排列取代多个球面透镜。此外，生产过程中的质量控制也变得越来越重要。在许多情况下，传统工艺不能用于这些测量任务。波前测量与夏克-哈特曼传感器代表了这里的解决方案的选择，由于其大的动态范围。
软件
WaveSensor或WaveMaster®软件
该软件结构全面，用户界面友好，包含了使用波传感器测量和分析球面和非球面样品所需的所有功能®或WaveMaster®．由于其灵活的可配置性，所有重要的测量结果都显示出来。
软件与Shack-Hartmann传感器进行通信，实时分析测量到的波前。此外，WaveMaster®例如，控制测量系统以校准样品。
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清晰、菜单引导和可配置操作
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简单直观的测量和分析整个镜头组件或表面上的波前实时
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一个软件的一切:数据采集，数据计算，校准和显示的数据
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绝对和相对测量模式，用于与ZEMAX和Code V的理论设计数据或参考透镜进行即时比较
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通过输出测量证书完成文件
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可调测量和分析范围，清晰描述
- 二维波阵面
- PV和RMS
- 强度
- 相机图像
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通过多个参数化完成对地表地形的描绘:
- 非球面方程
- 泽尼克多项式
- 锥形方程
- 球面方程
- 自由表面
技术数据
Shack-Hartmann传感器
| WaveSensor | 150 | 150带反射模组 |
|---|---|---|
| 传感器领域 | 15毫米× 15毫米 | 15毫米× 15毫米 |
| 波长 | 405海里……1100海里1） | 405海里……1100海里1） |
| 波阵面精度 | <λ/ 20 (RMS) | 0.05μm (RMS) |
| 波阵面可重复性 | <λ/ 200 (RMS) | 0.005μm (RMS) |
| 动态范围 | 2000年λ | 2000年λ |
| 测量频率 | 高达12赫兹 | 高达12赫兹 |
| 横向分辨率 | 138 x 138微透镜 | 138 x 138微透镜 |
研究与开发
| WaveMaster® | 紧凑的2 | 紧凑2反射 | 2通用紧凑 |
|---|---|---|---|
| 样品直径 | 0.5毫米…14毫米2), 3) | 4.5毫米…18毫米3), 5) | 透射率:0.5 mm…14毫米2), 3) 反射:4.5 mm…14毫米3), 5) |
| 法兰焦距 | -30毫米…+ 100毫米4） | -30毫米…+ 100毫米4） | |
| 曲率半径 | -50毫米…300毫米6） | -50毫米…30毫米6） | |
| 样品架 | 单座，手动定位 | 单座，手动定位 | 单座，手动定位 |
| 最大的非球度 | ≤7°7) | ≤7°7) |
| WaveMaster® | 计划 | 场 | 科大 |
|---|---|---|---|
| 样品直径 | 0, 5毫米…14毫米2), 3) | 0, 5毫米…14毫米2), 3) | 高达1100毫米× 650毫米× 1200毫米 |
| 样品架 | 单座，手动定位 | 单座，手动定位 | 接口为定制镜头支架 |
| 最大样品重量 | 450公斤 | ||
| 之间的最大距离 物像平面 |
1200毫米 | ||
| Max。视场尺寸像边 | ±20毫米 | 100mm × 100mm | |
| Max。现场尺寸对象侧 | °±70 | 70毫米x 45毫米 |
生产
| WaveMaster® | 箴2 | 箴2晶片 | 箴2计划 |
|---|---|---|---|
| 样品直径 | 0.5毫米…14毫米2） | 0.5毫米…14毫米2） | 0.5毫米…14毫米2） |
| 法兰焦距 | -12毫米…+ 50毫米2） | -12毫米…+ 50毫米4） | |
| 样品架 | 托盘 | 晶片夹 | 托盘 |
| 每个镜头测量时间 | < 3 s8） | < 3 s8） | < 3 s8） |
| 每小时样品通量 | ≥1200镜头8） | ≥1200镜头3） | ≥1200镜头8） |
| 透镜/托盘 | 马克斯。1482） | 马克斯。1482） | |
| 更换镜片托盘的时间 | 十年代 | 十年代 | 十年代 |
| 晶圆托盘交换时间， 包括对齐。 |
< 2分钟 | < 2分钟 | < 2分钟 |
| 设置时间为新的镜头设计 | < 5分钟 | < 5分钟 | < 5分钟 |
1)按照客户的规格要求
2)根据望远镜
3)根据要求提供更多细节
4)取决于显微镜
5)根据镜头的曲率半径和照度
6)根据样品直径和透镜照明
7)最佳拟合球的局部偏差
8)视样品而定
升级&配件
所有的WaveMaster®系统具有灵活的设计，因此可以适应应用程序的特定需求。
通过对样本的个别调整，可以进行完整的分析。运动支架使光源和望远镜的简单交换成为可能。
- 不同波长和数值孔径的光源
- 用于实现样品和传感器之间最佳放大倍数的望远镜
- 适用于不同曲率半径表面的透镜组件
- 样品支架和托盘
- 参考样品
针对测量任务，通过具体模块对软件功能进行优化:
泽尼克分析模块
- 实时对波前进行泽尼克拟合和分析
- 拟合结果和残差的数字和图形显示
- 从ZEMAX和CODE V导入波前设计数据进行实时比较
- 输出波前数据和分析结果的ASCII和ZEMAX格式
MTF / PSF分析模块
- 实时计算和显示三维MTF和PSF数据
- 表MTF测量结果
- 测量结果导出功能
- Strehl比的计算
- 扩大测量范围
- 环面镜头升级(自动标记检测，简化MTF测量，目视检查)
- 升级到546纳米
- 不同孔径大小的镜头支架
- 模型眼，可选加热
知识库
波前测量与夏克-哈特曼传感器
夏克-哈特曼传感器的工作原理及波前分析
夏克-哈特曼传感器的标准设计是将CCD相机放置在微透镜阵列的焦平面上。通过微透镜阵列的透镜对入射波前进行采样，焦点在相机上形成平面波前均匀间隔的光斑图案。任何由样品透镜引入的像差都会导致波前弯曲，从而导致局部波前倾斜。这些诱导可测量的每个焦点位置的移动。
对得到的坡度信息进行数值积分，可以高精度地重建波前剖面。
与干涉仪相比，高动态范围
夏克-哈特曼传感器的动态范围很大程度上取决于将每个被测点分配到相应微透镜的算法。只有在保持这种相关性的情况下才能重构波前。特别是在更强的曲面波阵面情况下，由于在微透镜大小的CCD平面上简单分配一个预定义的搜索区域已经不够了，因此需要复杂的算法。现代技术实现波前动态范围高达1500 A。
由于这种高动态范围Shack-Hartmann传感器能够测量具有强像差的波前，这是干涉仪无法达到的。
为专家提供更多知识
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夏克-哈特曼传感器的原理图设置与a)入射平面波前和(b)入射发散波前
六阶泽尼克多项式
实时波前分析泽尼克多项式
将测量的波前分解为泽尼克多项式的线性组合，描述透镜或透镜系统的典型光学特性和误差，如散焦、彗差或像散。
多项式分解给出了样本任何一种像差的数值表示。这基本上有两个来源:与透镜设计直接相关的像差，最有可能是球形项，以及由透镜误差造成的不对称贡献。
MTF, PSF和Strehl比
通过计算由波前得到的光学系统的点扩散函数(PSF)、调制传递函数(MTF)或Strehl比来表征像差的影响。MTF与光传递函数的模一样广为人知。
波前测量及其进一步分析给出了被测透镜成像特性的全空间分辨描述。
夏克-哈特曼传感器的不同设置
透射和反射测量装置
可以选择不同的设置来测量波前。最重要的配置选择是光学特性-使用传输模式-或透镜形状-使用反射模式-应进行分析
传输方式
透射测量提供关于透镜或透镜系统光学特性的信息，结合所有表面的影响以及测量波前的折射率变化。
基本的无限的设置
在基本透射装置中，用准直光照射样品透镜。然后再用一个透镜和一个望远镜来准直光束，并将波前成像到夏克-哈特曼传感器上。
在这种设置中，样品透镜可以很容易地在其横向和高度位置进行调整，以实现与传感器相关的最佳聚焦位置。
传输的有限设置
有限的设置
除了反向设置之外，透镜被照明和测试的配置等于或接近其专用应用的条件。这意味着点光源不在样品的焦平面上，而是在设计指定的距离上。为了实现光束在传感器上的完整成像，在样品透镜和望远镜之间增加了准直透镜。在这个配置。这种配置只适用于推荐用于研究和开发的仪器。
反向无限的设置
有限的设置
反射模式