[發(fā)明專利]一種波前傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610695872.3
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN107764414B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙娟
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳超多維光電子有限公司
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;劉偉

本發(fā)明提供一種波前傳感器，包括液晶透鏡結(jié)構(gòu)和與所述液晶透鏡結(jié)構(gòu)相對設(shè)置的圖像傳感器，其中所述液晶透鏡結(jié)構(gòu)用于：當入射光通過時，將入射光分割為一波前陣列，且使所述波前陣列中，偏振分量為第一方向的波前和偏振分量為第二方向的波前，在所述圖像傳感器的會聚成像范圍位于不同的宏像素中，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。利用液晶分子能夠在電壓控制下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，形成液晶透鏡結(jié)構(gòu)的原理，通過設(shè)置液晶透鏡結(jié)構(gòu)，該波前傳感器不但能夠進行光束的波前狀態(tài)檢測，還具備了檢測偏振像差的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種波前傳感器。

背景技術(shù)

波前傳感器是自適應(yīng)光學系統(tǒng)的重要組成部分，用來實時檢測光學系統(tǒng)的波前畸變。目前市場上流行的波前傳感器主要分為以下三種：剪切干涉儀、Shack-Hartmann(SH-WFS)波前傳感器和曲率波前傳感器。其中，SH-WFS因其光能利用率高、結(jié)構(gòu)緊湊、適用波長范圍廣等優(yōu)點獲得了最廣泛的應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)的SH-WFS波前傳感器是基于標量光學基礎(chǔ)的，以光學系統(tǒng)能夠均勻地傳播所有偏振態(tài)的光線為檢測前提。然而對于實際光束傳輸來說，對于有大角度入射光以及工作在寬光譜范圍內(nèi)的系統(tǒng)，上述假設(shè)并不成立，偏振引起的像差已經(jīng)成為影響系統(tǒng)性能的一個重要因素，而現(xiàn)有技術(shù)的SH-WFS波前傳感器并不具備檢測偏振像差的功能，因此不能夠獲得理想的檢測效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)方案的目的是提供一種波前傳感器，解決現(xiàn)有技術(shù)波前傳感器不能檢測偏振像差的問題。

本發(fā)明提供一種波前傳感器，包括液晶透鏡結(jié)構(gòu)和與所述液晶透鏡結(jié)構(gòu)相對設(shè)置的圖像傳感器，其中所述液晶透鏡結(jié)構(gòu)用于：當入射光通過時，將入射光分割為一波前陣列，且使所述波前陣列中，偏振分量為第一方向的波前和偏振分量為第二方向的波前，在所述圖像傳感器的會聚成像范圍位于不同的宏像素中，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

優(yōu)選地，上述所述的波前傳感器，其中，所述液晶透鏡結(jié)構(gòu)包括：

第一液晶透鏡單元，用于平行于所述圖像傳感器的成像平面形成多個依次排列的第一子透鏡，使得入射光通過所述第一子透鏡時，分割為一波前陣列，且使波前陣列中，偏振分量為第一方向的波前會聚至所述圖像傳感器的成像平面，偏振分量為第二方向的波前仍以原方向傳輸；

第二液晶透鏡單元，用于平行于所述圖像傳感器的成像平面形成多個依次排列的第二子透鏡，使得波前陣列通過所述第一子透鏡之后，通過第二子透鏡時，偏振分量為第二方向的波前會聚至所述圖像傳感器的成像平面，偏振分量為第一方向的波前仍以原方向傳輸。

優(yōu)選地，上述所述的波前傳感器，其中，所述第二子透鏡與所述圖像傳感器之間的距離小于所述第一子透鏡與所述圖像傳感器之間的距離，且所述第一子透鏡對應(yīng)所述圖像傳感器上的宏像素為第一宏像素，所述第二子透鏡對應(yīng)所述圖像傳感器上的宏像素為第二宏像素，所述第一宏像素與所述第二宏像素分別包括不同的像素單元，同時多個所述第一宏像素與多個所述第二宏像素為交錯排列。

優(yōu)選地，上述所述的波前傳感器，其中，所述波前傳感器還包括控制結(jié)構(gòu)，用于使得所述波前陣列中，偏振分量為第一方向的波前和偏振分量為第二方向的波前，同時在所述圖像傳感器上會聚成像。

優(yōu)選地，上述所述的波前傳感器，其中，所述第一液晶透鏡單元與所述第二液晶透鏡單元相貼合連接，且所述第一液晶透鏡單元與所述圖像傳感器的成像平面之間的距離為f，所述第二液晶透鏡單元與所述圖像傳感器的成像平面之間的距離為f-d，其中f為所述第一子透鏡的焦距，d為所述第二液晶透鏡單元的厚度，且所述第二子透鏡的焦距為f-d。

優(yōu)選地，上述所述的波前傳感器，其中，所述第一液晶透鏡單元與所述第二液晶透鏡單元相貼合連接，且所述液晶透鏡結(jié)構(gòu)平行于所述圖像傳感器的成像平面的豎直中心面與所述圖像傳感器的成像平面之間的距離為f，所述第一子透鏡和所述第二子透鏡的焦距均為f。