波前传感器又称波前探测器、波前分析仪,是一种用于精确测量和分析光学波前的设备,通过实时测定动态入射波前的相位畸变,为波前重构及校正提供信息。波前是指光波的前沿面,其形状和相位包含了有关光的空间信息。
波前传感器具有提高波前测量精度及实时性的作用,应用范围广,目前已在自适应光学、材料检测、激光系统校准、光学测试、定量相位成像、空间光学遥感、天文探测等领域得到应用,其中自适应光学是波前传感器经典应用领域。
波前传感器是自适应光学系统的核心组件,主要用于探测光的波前畸变。根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年中国波前传感器行业市场深度调研与发展趋势预测研究报告》显示,近年来,自适应光学应用潜力正持续释放,2023年,我国自适应光学市场空间超40亿元,预计2024-2029年均复合增长率将达25%以上。自适应光学市场发展离不开波前传感器的支持,在此背景下,波前传感器市场空间将随之快速增长。
波前传感器类型多样,主要包括夏克-哈特曼波前传感器(Shack-Hartman波前传感器)、金字塔波前传感器、曲率波前传感器、全息波前传感器、光学微分波前传感器等。波前传感技术分为直接测量法、间接测量法两类,其中直接测量法又分为通过测量波前斜率获得波前相位信息(如剪切干涉法、夏克-哈特曼波前传感法)、通过测量波前曲率获得波前相位信息(如波前曲率传感法)。
Shack-Hartman波前传感器是代表性波前传感器,具有灵活性高、适应性广、光谱范围宽等特点。Shack-Hartman波前传感器主要由微透镜阵列、光电探测器(CCD或CMOS)组成,其中微透镜阵列由一组微型透镜以规则的矩阵形式排列构成。
目前国内外波前传感器供应商包括法国Phasics、法国ALPAO、美国LUMETRICS、晶耐科光电、宁波奇镜科技等。法国Phasics成立于2003年,拥有专利波前传感技术,即四波横向剪切干涉测量术(QWLSI,又称改进哈特曼掩模技术),基于该技术,其波前传感器实现了超高分辨率、高灵敏度发展。
新思界
行业分析人士表示,波前传感器类型多样,应用领域广泛,随着自适应光学应用潜力释放,波前传感器市场空间将进一步扩大。在多种波前传感器中,Shack-Hartman波前传感器应用最广泛,国外企业在Shack-Hartman波前传感器领域具有先发、技术、品牌等优势,在全球市场中占据着重要地位。
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