纳米级针孔矢量衍射波前误差分析

应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数。基于矢量衍射理论,在会聚高斯光束照射下,计算了针孔厚度和直径大小对衍射波前误差的影响,衍射波前中的像差成份、能量透过率、强度均匀性、针孔加工误差及光束相对针孔中心发生平移、离焦、倾斜时衍射波前误差的变化。分析计算显示,在NA为0.6时,为了使相对于理想球面波的波峰波谷值(P-V)偏差不大于0.005λ(λ=193nm),在实际针孔的加工制作中,应选取材料铬,并取厚度200nm,直径180nm为适宜。

人眼不同瞳孔直径波前像差特性分析

采用Hartmann-Shack人眼像差仪,测量了人眼在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下的波前像差。波前像差的RMS值表明,随着瞳孔直径的增大,人眼各阶波前像差均随着增大。与瞳孔直径为3.1mm时相比,瞳孔直径为6mm和5.2mm时,Zernike2-10阶波前像差的RMS值分别增大1.2-7.7倍和1.1-4.8倍。用调制传递函数(MTF)和Strehl比评价了高阶波前像差对成像质量的影响,结果表明,大瞳孔高阶波前像差对成像质量的影响大于小瞳孔;在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下,欲达到衍射极限的Strehl比率,分别需要矫正Zernike波前像差前2-4阶、前3-6阶和前5-7阶,需矫正的像差阶数随瞳孔直径的增大而增加。

人眼像差哈特曼测量仪的重复性测试

人眼像差哈特曼测量仪利用 Hartmann-Shack 波前传感器探测波前,并用 Zernike 多项式实现波前的重建。测试结果的重复性对该仪器来说是至关重要的。此仪器对模拟人眼静态像差和活体人眼动态像差分别进行单帧采集和连续采集,所得的模拟人眼静态像差 Zernike 系数的标准偏差的最大值,PV 与 RMS 依次为 0.016?,0.061?和 0.006?;活体人眼动态像差 Zernike 系数的标准偏差的最大值,PV 与 RMS 依次为 0.045?,0.167? 和 0.030?,这些指标都小于 ?/5,表明该仪器具有较高的重复性。