波前傳感器又稱波前探測器、波前分析儀,是一種用于精確測量和分析光學波前的設備,通過實時測定動態入射波前的相位畸變,為波前重構及校正提供信息。波前是指光波的前沿面,其形狀和相位包含了有關光的空間信息。
波前傳感器具有提高波前測量精度及實時性的作用,應用范圍廣,目前已在自適應光學、材料檢測、激光系統校準、光學測試、定量相位成像、空間光學遙感、天文探測等領域得到應用,其中自適應光學是波前傳感器經典應用領域。
波前傳感器是自適應光學系統的核心組件,主要用于探測光的波前畸變。根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國波前傳感器行業市場深度調研與發展趨勢預測研究報告》顯示,近年來,自適應光學應用潛力正持續釋放,2023年,我國自適應光學市場空間超40億元,預計2024-2029年均復合增長率將達25%以上。自適應光學市場發展離不開波前傳感器的支持,在此背景下,波前傳感器市場空間將隨之快速增長。
波前傳感器類型多樣,主要包括夏克-哈特曼波前傳感器(Shack-Hartman波前傳感器)、金字塔波前傳感器、曲率波前傳感器、全息波前傳感器、光學微分波前傳感器等。波前傳感技術分為直接測量法、間接測量法兩類,其中直接測量法又分為通過測量波前斜率獲得波前相位信息(如剪切干涉法、夏克-哈特曼波前傳感法)、通過測量波前曲率獲得波前相位信息(如波前曲率傳感法)。
Shack-Hartman波前傳感器是代表性波前傳感器,具有靈活性高、適應性廣、光譜范圍寬等特點。Shack-Hartman波前傳感器主要由微透鏡陣列、光電探測器(CCD或CMOS)組成,其中微透鏡陣列由一組微型透鏡以規則的矩陣形式排列構成。
目前國內外波前傳感器供應商包括法國Phasics、法國ALPAO、美國LUMETRICS、晶耐科光電、寧波奇鏡科技等。法國Phasics成立于2003年,擁有專利波前傳感技術,即四波橫向剪切干涉測量術(QWLSI,又稱改進哈特曼掩模技術),基于該技術,其波前傳感器實現了超高分辨率、高靈敏度發展。
新思界
行業分析人士表示,波前傳感器類型多樣,應用領域廣泛,隨著自適應光學應用潛力釋放,波前傳感器市場空間將進一步擴大。在多種波前傳感器中,Shack-Hartman波前傳感器應用最廣泛,國外企業在Shack-Hartman波前傳感器領域具有先發、技術、品牌等優勢,在全球市場中占據著重要地位。
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