夏克哈特曼波前傳感器
（天文望遠(yuǎn)鏡用）
專為天文望遠(yuǎn)鏡研發(fā)的夏克哈特曼波前傳感器（Shack-HartmannWavefront Sensor, SHWFS）！
夏克哈特曼波前傳感器（Shack-Hartmann Wavefront Sensor,SHWFS）是一種基于子光束分割的波前探測設(shè)備，其核心原理是通過微透鏡陣列將入射波前分割為大量子光束，每個(gè)子光束經(jīng)微透鏡聚焦后在探測器（如 CCD、CMOS）上形成光斑；通過測量光斑相對(duì)于無畸變時(shí)的偏移量，可反推原始波前的畸變形態(tài)（基于幾何光學(xué)中“波前斜率與光斑偏移成正比” 的關(guān)系）。這種原理使其在實(shí)時(shí)性、空間分辨率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此在天文望遠(yuǎn)鏡中被廣泛用于波前畸變探測，是自適應(yīng)光學(xué)（Adaptive Optics, AO）系統(tǒng)的核心部件。
使用夏克哈特曼波前傳感器重要性：天文觀測中，大氣湍流、望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)自身像差（如加工誤差、重力變形）等會(huì)導(dǎo)致波前畸變，嚴(yán)重降低成像分辨率。這款天文望遠(yuǎn)鏡**SHWFS 的核心作用是為這些畸變提供實(shí)時(shí)、高精度的量化數(shù)據(jù)，不僅能提供彗差、球差等低階像差的信息，還能獲取望遠(yuǎn)鏡圓頂內(nèi)的空氣狀況以及鏡面支撐問題的重要信息。
PuntinoPro夏克哈特曼波前傳感器主要用于全球各類天文望遠(yuǎn)鏡測試，基于多年在世界各地天文臺(tái)使用的豐富經(jīng)驗(yàn)，Puntino Pro可為您提供了對(duì)光學(xué)，力學(xué)，鏡面支架、鏡面和穹頂觀察的完整分析；借助焦平面偏轉(zhuǎn)原理，可通過 Zernike 系數(shù)測量彗差、球差等低階像差，還能識(shí)別望遠(yuǎn)鏡支撐誤差和圓頂 / 鏡面氣流干擾；適用于 f/5 至 f/35 的天文望遠(yuǎn)鏡，配套軟件可輸出像差分析、圖形結(jié)果（如波前 3D 圖）及診斷建議等豐富的數(shù)據(jù)，同時(shí)與干涉測量結(jié)果良好一致性。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
? 采用環(huán)形澤尼克函數(shù)，該函數(shù)考慮了由于副鏡陰影而造成的中心遮擋情況；其他軟件則使用“弗林格”算法或“標(biāo)準(zhǔn)澤尼克多項(xiàng)式”，這些方法在數(shù)學(xué)上是有瑕疵的。
? 測量光學(xué)系統(tǒng)像差（Zernike分析的多達(dá)34個(gè)項(xiàng)）
? 光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)估和Strehl比
? 無需任何mask遮擋Spiders產(chǎn)生的陰影
? 無需任何mask遮擋副鏡引起的陰影
? 冷卻型的SH Camera，支持長時(shí)間監(jiān)測
? 配備機(jī)械快門，非Rolling/Global 快門
? 兩通道：波前冷卻型Camera，非冷卻型直接成像Camera
? 直接成像：直接看到測量效果，望遠(yuǎn)鏡光瞳焦外檢測
? 通過軟件指示，可在幾分鐘（而不是幾小時(shí)）內(nèi)實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)
? 診斷程序協(xié)助調(diào)焦，顯示調(diào)整幅度和方向來輔助校正
? 正確焦平面計(jì)算，并提供移動(dòng)元件或焦平面的幅度和方向
? 內(nèi)置自動(dòng)校準(zhǔn)單元，補(bǔ)償溫度變化引起的內(nèi)部鏡片象差
? 內(nèi)置自動(dòng)校準(zhǔn)光源
? 波前圖減去低階像差，剩余像差可用于識(shí)別鏡片支撐點(diǎn)引起的誤差
? 軟件對(duì)主鏡片和副鏡片錯(cuò)位診斷，并輔助指導(dǎo)調(diào)整
? 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測夜間像差變化
? 檢査殘差圖識(shí)別分析空氣湍流
? 實(shí)時(shí)顯示：FWHM（半高全寬）、圖像移動(dòng)2D差或R0
? 軟件指導(dǎo)構(gòu)建天文望遠(yuǎn)鏡的指向模型
? 最小曝光時(shí)間0.01ms（亮星）
? 世界上大多天文臺(tái)在使用
技術(shù)規(guī)格：
? 焦比范圍：f/1.8~f/300天文望遠(yuǎn)鏡
? 透鏡聚焦長度：41mm
? 標(biāo)準(zhǔn)取樣@望遠(yuǎn)鏡光曈：41mm
? **取樣：up to 65x65 spot（依賴于Camera）
? Zernike澤爾尼克系數(shù)精度（實(shí)驗(yàn)室）：λ/300
? Zernike澤爾尼克系數(shù)精度（望遠(yuǎn)鏡）：0.01‘’
? 波前測試精度：λ/150 rms
? 波長范圍：400nm~1100nm
? 參考光源：LED（支持遠(yuǎn)程控制）
? 冷卻型SH Camera： 16位冷卻型CCD
3326x2504x5.4u Pixels
Sensor size17.96x13.52mm
幀率小于10fps（最小曝光時(shí)間0.1s）
Read out噪音10e- or Better
? 直接成像 Camera：10bit 非冷卻型CMOS
1280x1024x5.3u pixels
測試功能：
? Zernike澤爾尼克系數(shù)計(jì)算，區(qū)域法波前重構(gòu)，Modal和Strehl ratio斯特雷爾比
? 鏡片選擇或波前表面計(jì)算
? 計(jì)算質(zhì)心/形心的自動(dòng)閾值
? 80%和50%包圍圈能量值EE
? 殘差直方圖RMS值
? 環(huán)形Zernike澤爾尼克擬合
? 基于多SH幀數(shù)計(jì)算平均值
? 相對(duì)于望遠(yuǎn)鏡的光軸位移計(jì)算
? 光曈橢圓點(diǎn)檢測，SN信噪比，點(diǎn)通量分布，波前等值線，點(diǎn)陣圖，包圍圈能量剖面，MTF，PSF EE etc.
? 基于球面像差尋找正確的焦平面
? 對(duì)準(zhǔn)：彗差Coma的值矯正
? 散射、三角彗差、二次散射
? 支架高分辨圖
? 指向模型：天頂角距校準(zhǔn)像差
? 平均降低噪音（空氣湍流和穹頂效應(yīng)引起的）
? 望遠(yuǎn)鏡Dome和Mirror Seeing優(yōu)化
軟件界面：
應(yīng)用實(shí)例：
It had an orientation of 45 degrees, and wascaused by the support errors.
Temperature effects
左側(cè)望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像輕微失焦，注意這是像散導(dǎo)致的圖像拉伸，該拉伸不是由望遠(yuǎn)鏡
跟蹤誤差引起的，因?yàn)镋W方向是水平的。右邊的圖片是望遠(yuǎn)鏡像差被校正后觀測到M53
星團(tuán)的中心部分。
PuntinoPro直接成像相機(jī)拍攝的兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡的光曈，中心和左側(cè)圖有像散現(xiàn)象，右側(cè)則有
三角彗差。左邊的兩幅圖像是內(nèi)焦和外焦，顯示了由于像散導(dǎo)致的圖像伸長，且兩者之間
成90度傾斜。右側(cè)的圖像顯示了由于支撐主鏡的三個(gè)固定點(diǎn)調(diào)節(jié)有誤引起的三角形圖像。
