夏克-哈特曼波前傳感器又稱Shack-Hartmann傳感器,簡稱SHWFS,是一種用于測量光波前的光學裝置,工作原理是通過微透鏡陣列將入射光波前分解成多個小光斑,再通過分析光斑的位置偏移來重建波前信息。
夏克-哈特曼波前傳感器主要由微透鏡陣列、光電探測器組成。微透鏡陣列是其核心光學元件,由一組微型透鏡以規則的矩陣形式排列構成;光電探測器用于將光信號轉化為電信號,夏克-哈特曼波前傳感器用光電探測器主要為CCD探測器或CMOS探測器。
波前傳感技術包括非干涉波前測量技術、移相干涉測量技術、剪切干涉測量技術、點衍射干涉技術等。夏克-哈特曼傳感器是一種非干涉波前測量技術,具有結構簡單、易于集成、抗環境干擾能力強、探測速度快等特點,廣泛應用在自適應光學系統、相位成像、激光加工、元件面型檢測、天文探測、眼科診斷、精密制造等領域。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國夏克-哈特曼波前傳感器(SHWFS)市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,在自適應光學系統中,夏克-哈特曼傳感器主要作為波前探測器應用,用于探測光的波前畸變。目前自適應光學民用潛力正不斷釋放,預計2024-2029年我國市場將以25%以上的年均復合增長率增長,夏克-哈特曼傳感器作為其常用波前探測器,市場需求空間廣闊。
在國際市場上,夏克-哈特曼傳感器供應商包括法國ALPAO、法國Phasics、德國OptoCraft GmbH、瑞士SUSS MicroOptics、荷蘭OKO、意大利Dynamic Optics等,其中法國Phasics擁有專利波前傳感技術-四波橫向剪切干涉測量技術(QWLSI)。整體來看,國外企業在夏克-哈特曼傳感器領域具有先發、技術、規模等優勢,占據市場主要份額。
近年來,我國在夏克-哈特曼傳感器領域也取得了多項科研成果,最新成果包括中國科學技術大學郭光燦團隊首次創新性提出并實驗實現了量子夏克-哈特曼波前傳感器,中國科學院光電技術研究所楊亞良團隊提出了虛擬夏克-哈特曼波前傳感器(vSHWS)的參數優化策略與方法,并獲得了最優參數。
新思界
行業分析人士表示,夏克-哈特曼波前傳感器為代表性波前傳感器,應用領域廣泛,隨著自適應光學應用擴展、光學元器件生產要求提升,夏克-哈特曼波前傳感器市場空間將持續擴大。目前國外品牌在我國夏克-哈特曼波前傳感器市場上占據重要地位,國產夏克-哈特曼波前傳感器提升空間較大。
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