Technologie

Optocraft liefert leistungsfähige multifunktionale Lösungen für die Optik-Prüfung und Laserstrahlcharakterisierung. Herzstück der Produkte ist der Shack-Hartmann Wellenfrontsensor, aber auch andere Sensoren und industrielle Bildverarbeitung kommen zur Anwendung.

Shack-Hartmann Wellenfrontsensor

Die ursprüngliche Idee veröffentlichte Johannes Hartmann im Jahr 1904. Zur Messung der Abbildungsqualität von Objektiven brachte er eine Lochmaske in den Lichtstrahl ein und beobachtete mittels einer Fotoplatte das sich ergebende Punktmuster (Spots). Aus der Position der einzelnen Spots schloss er auf die Qualität des Objektivs. Roland Shack entwickelte diese Technologie in den 1970ern weiter: Durch den Einsatz von Mikrolinsen erzielte er eine deutlich gesteigerte Lichteffizienz des Verfahrens und konnte zudem mittels der damals aufkommenden Kamera- und Computer-Technologie eine automatisierte Datenauswertung durchführen.

Das Grundprinzip ist sowohl bei Hartmann als auch bei Shack-Hartmann gleich: Durch die lokale Neigung der Wellenfront wird der Spot in der Auffangebene hinter der jeweiligen Mikrolinse seitlich in x- und y-Richtung verschoben. Die Verschiebung des Spotschwerpunktes ist somit ein Maß für die mittlere lokale Wellenfrontneigung. Durch numerischen Rekonstruktionsverfahren wird aus der Vielzahl der Messwerte die Wellenfront berechnet.

Je nach Applikation können dann durch eine weiterführende Auswertung die relevanten Informationen über den Prüfling berechnet werden (siehe auch untenstehende Links ). So zum Beispiel

  • bei Lasern: Parameter wie Strahltaille, Divergenz, M², usw.
  • bei Optiken: die Punktbildfunktion, Modulations-Übertragungsfunktion, usw.
  • bei Kontakt- oder Intraokularlinsen: refraktive Daten, Brechkraftverteilung, usw.

oder durch Kombination mehrerer Messungen auch Daten wie

  • Bildfeldkrümmung,
  • Chromatische Aberrationen
  • usw.

Warum Shack-Hartmann?

Auf Grund ihres geometrisch-optischen Messprinzips arbeiten Shack-Hartmann Sensoren ohne eine simultan vorhandene Referenz-Wellenfront. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber der Interferometrie. Außerdem sind bei Shack-Hartmann Sensoren die Anforderungen bzgl. der Umgebungsbedingungen und der Lichtquelle deutlich niedriger:
  • „Single shot“ Technik, d.h. Auswertung basierend auf einem einzigen Kameraframe möglich
  • Hohe intrinsische Stabilität
  • Nutzbar in breitem Spektralbereich
  • Nutzbar auch mit Licht niedriger Kohärenz

Warum Optocraft?

Optocrafts Wellenfrontsensoren SHSLab bieten zusätzliche Vorteile:

  • Herausragende Genauigkeit
  • Extremer Messbereich
  • Schnelle Rekonstruktion der Wellenfront

Die Grundgenauigkeit der Sensoren ist so hoch, dass in der täglichen Praxis keine dedizierten Referenzmessungen mehr erforderlich sind.

SHSLab arbeitet zudem mit einzigartigen Algorithmen, die auch die Messung von Wellenfronten mit extremer Dynamik ermöglichen. Dadurch sind auch extrem verkrümmte und asphärische Wellenfronten messbar.

Industrielle Bildverarbeitung

Unter „Industrieller Bildverarbeitung“ verstehen wir die Verwendung von Kameras, Optiken und Algorithmen. Optocraft setzt industrielle Bildverarbeitung ein, um beispielsweise

  • die Position von Prüflingen präzise zu detektieren,
  • Marken oder Gravuren auf Prüflingen zu erkennen,
  • geometrische Form und Eigenschaften zu messen,
  • oder auch um Information über die Sauberkeit oder Unversehrtheit der Prüflinge sichtbar zu machen.

Dabei verwenden wir ausschließlich hochwertige Komponenten, die den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entsprechen. Zusätzlich zu den am Markt verfügbaren Standardkomponenten entwickelt Optocraft selbst Lichtquellen, Optiken und Algorithmen, um die Integrierbarkeit und den Funktionsumfang der Wellenfrontmessgeräte und -module zu optimieren.

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