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Ein flexibler Wellenfrontsensor soll Leistung von optischen Systemen verbessern

27.12.2006
Ein optisches System bietet bekannterweise dann die beste Leistung, wenn es frei von Abweichungen wie Wellenfrontverzerrungen ist. Es wurden anpassungsfähige Systeme entwickelt, die nach Messung der Abweichungen den Idealzustand wiederherstellen. Dies kann mit einem neuen flexiblen Sensor erreicht werden, der zur genauen Messung dieser Abweichungen in einem zusammenhängenden Signal konzipiert wurde, das die optische Güteklasse bzw. einen Mangelzustand beschreiben kann.

Optische Systeme wie beispielsweise Shack-Hartmann-Sensoren werden umfassend in Wellenfrontmessungen für verschiedene Bereiche eingesetzt, darunter die Astronomie, die optische Elementenanalyse sowie die Augenheilkunde. Die zentrale Komponente des Sensors besteht in einem Abtastelement, dass die eingehende Wellenfront in mehrere Brennflecken bricht, die auf einen optischen Detektor fallen, wo eine Rekonstruktion erfolgt. Das Sensorsystem wird durch stützende Untersysteme vervollständigt. Dazu zählen zum Beispiel Geräte, die die Strahlen minimieren bzw. ausdehnen.

Zwar ist die aktuelle Geometrie der Wellenfrontsensoren nicht flexibel, aber es besteht die Möglichkeit zur Abtastung der Wellenfront an verschiedenen Punkten entsprechend der Messbedingungen. Dies wird durch die Veränderung der optischen Vergrößerung an der Relaisblende des Sensors erreicht. Mit dem Ziel, die Messgenauigkeit zu verbessern, schlug ein Forscher aus Israel den Einsatz eines flexiblen Sensors vor, der sowohl räumlich als auch zeitlich gesehen über variable Lenslets verfügt.

Die Flexibilität wird erreicht, indem die Wellenfront durch eine akustisch-optische Zelle geleitet wird. Sobald in dieser Zelle stationäre Schallwellen erzeugt und senkrecht an den untersuchten Strahl weitergegeben wurden, kreuzen sich diese in einem gewissen Abstand entlang des Lichtstrahls. Es erscheint eine Anordnung von akustisch-optischen Flecken, die den Flecken hinter einem Lenslet Array ähneln. Die räumliche Frequenz des Arrays hängt von der zeitlichen Frequenz der stationären Schallwellen ab.

Die Innovation des Systems besteht darin, dass die Vergrößerung nicht mechanisch verändert wird, sondern dass die Abtastfrequenz elektronisch modifiziert wird, wenn ein alternatives Lenslet Array benötigt wird. Zu den zusätzlichen Vorteilen zählen der erweiterte räumliche und zeitliche Dynamikbereich sowie die verbesserte Genauigkeit. Damit werden die zunehmend anspruchsvolleren Bedürfnisse der Augenheilkunde erfüllt. Außerdem hat man bei der Entwicklung des Systems auf eine einfache Fertigung und geringe Gesamtproduktkosten geachtet.

Für diesen neuen flexiblen Wellenfrontsensor wurde bereits ein Patent angemeldet. Zur Einbindung dieses Sensors in gewerbliche Anwendungen werden Partner gesucht, die auf die Produktion von elektro-optischen und mechanisch-optischen Systemen spezialisiert sind.

Sharon Zimmerman | ctm
Weitere Informationen:
http://www.irc.org.il

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