Датчик Гартмана
Да́тчик Га́ртмана[1] — детектор искажений, вносимых атмосферой в волновой фронт излучения[2], которое приходит от опорной естественной или искусственной звезды[3].
Происхождение[править]
Датчик Гартмана получил такое название по аналогии с диафрагмой Гартмана (названа по имени немецкого оптика и астронома Йоханнеса Франца Гартмана (Хартман) (1865—1936)), напоминающей по принципу действия данный детектор[3][1].
Описание[править]
Основой датчика служит матрица микролинз (растр), помещённая в выходном зрачке телескопа. В плоскости регистрации датчика чаще всего устанавливается видеокамера или матрица светочувствительных элементов. В пределах площадки регистрируется смещение энергетического центра тяжести пучка, по этому смещению вычисляется локальный наклон волнового фронта. На основе метода наименьших квадратов по локальным наклонам восстанавливается фазовая поверхность излучения, поступившего на датчик[4][3].
Применение[править]
Датчик Гартмана используется в системе адаптивной оптики[3], в реальных системах адаптивной оптики для регистрации фазы световых пучков[5], для контроля волнового фронта световых пучков[6].
Датчик Гартмана применяется при создании устройств контроля качества оптических деталей и определения фазовых искажений в прозрачных оптических средах[7].
Датчик Шака — Гартмана[править]
Для измерений волнового фронта в адаптивной оптике широко применяется также датчик Шака — Гартмана (Шэка — Гартмана, Шака — Хартмана и т. п.)[8][9][10]. Датчик этого типа состоит из матрицы микролинз (размер — от 1 мм[11]) и расположенного в их фокальной плоскости фотоприёмника[12].
К достоинствам датчиков данного типа относят их предельно высокую световую эффективность, возможность реализации более плотной дифракционно-ограниченной упаковки микролинзовых элементов и достижения более высокого пространственного разрешения при однократной выборке оптического сигнала. При этом для ряда приложений данные преимущества не представляют интереса[6][13].
К преимуществам датчиков Гартмана перед датчиками Шака-Гартмана относят их более высокую точность[14], степень локализации выборок элементов волнового фронта[15] и отсутствие ошибок, вызванных дефектами и неодинаковостью характеристик микролинзовых элементов[16][6].
Примечания[править]
- ↑ 1,0 1,1 Гартмана диафрагма • Большая российская энциклопедия. old.bigenc.ru. Проверено 9 января 2024.
- ↑ Юдаев А. В. и др. Тестирование звездного интерференционного коронографа в составе наземного телескопа // Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы. — 2021. — Vol. 55. — № 4. — С. 368—380.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Большая энциклопедия астрономии, 2012, с. 109
- ↑ Канев Ф. Ю., Макенова Н. А. Численная модель адаптивной оптической системы и программная реализация модели // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 1—1.
- ↑ Geary J. M. Introduction to wavefront sensors. — Bellingham, Washington: SPIE PRESS, 1998. — 168 с.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Полещук Александр Григорьевич, Седухин Андрей Георгиевич, Трунов Владимир Иванович, Максимов Виталий Григорьевич Датчик Гартмана на основе многоэлементных амплитудных масок с аподизированными апертурами // Компьютерная оптика. — 2014. — № 4.
- ↑ SU1312511A1 — Датчик Гартмана — Яндекс. Патенты. yandex.ru. Проверено 9 января 2024.
- ↑ Kiikka C. C., Neal D. R., Kincade J. et al. Proc. SPIE 6265, 62653D (2006).
- ↑ Neal D. R. et al. Proc. SPIE 5162, 129 (2003).
- ↑ Bhatia R. K., Ciani A. Proc. SPIE 3134, 1 67 (1997).
- ↑ Стасилович В. А., Федорцев Р. В. Оптимизация входных и выходных параметров адаптивной оптической системы телескопа // Приборостроение-2016 : материалы 9-й международной научно-технической конференции, Минск, 23-25 ноября 2016 г./ Белорусский национальный технический университет; редколлегия: О. К. Гусев [и др.]. — Минск: 2016. — С. 135—137.
- ↑ Hardy, J. W., Lefebvre, J. E., Koliopoulos, C. L. Real-time atmospheric compensation англ. // Optical Society of America, Journal. — 1977. — № 67. — С. 360—369.
- ↑ Фролов С. А. и др. Влияние пространственных неоднородностей пучков на параметры лазерной петаваттной системы на основе каскадного параметрического усиления // Квантовая электроника. — 2013. — Vol. 43. — С. 481—488.
- ↑ Laude V. et al. Hartmann wave-front scanner англ. // Optics Letters. — 1999. — № 24. — С. 1796—1798.
- ↑ Полещук А. Г. и др. Локализованный сеточный контроль волновых фронтов мощных лазерных систем // Сборник трудов VII Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики — 2012». — 2012. — С. 430—431.
- ↑ Pfund A.J. Dynamic range expansion of a Shack — Hartmann sensor by use of a modified unwrapping algorithm англ. // Optics Letters. — 1998. — № 23. — С. 995—997.
Литература[править]
- Сурдин В. Г. Большая энциклопедия астрономии. — М.: Эксмо, 2012. — 480 с.
Дополнительная литература[править]
- Антошкин Л. В., Коняев П. А., Лавринов В. В., Лавринова Л. Н., Лукин В. П. Адаптивная коррекция и обработка изображений на основе датчика Гартмана // Методы и устройства передачи и обработки информации. — 2008. — № 10. — С. 187—196.
- Больбасова Лидия Адольфовна, Грицута Алексей Николаевич, Лавринов Виталий Валериевич, Копылов Евгений Анатольевич и др. Датчик волнового фронта Шэка — Гартмана для одновременного измерения фазовых искажений, параметра Фрида и скорости ветра // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: материалы XXV Международного симпозиума, 30 июня — 5 июля 2019 года, Новосибирск. — 2019.
- Кожеватов И. Е., Стукачев С. Е. Растровый метод регистрации оптических волновых полей // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. — 2010. — № 4. — С. 287—295.
- Полещук Александр Григорьевич, Седухин Андрей Георгиевич, Максимов Виталий Григорьевич, Тартаковский Валерий Абрамович, Трунов Владимир Иванович Датчик Шака – Гартмана как элемент системы контроля высокомощных лазерных пучков // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2013. — № 3.
- Потанин С. А., Котляр П. С. Датчик формы волнового фронта Шака-Гартмана в сходящемся пучке // Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая астрофизика. — 2006. — № 6. — С. 477—480.
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Датчик Гартмана», расположенная по адресу:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?». |
|---|