Hochgenaue orts- und winkelaufgelöste Kalibrierung von Wellenfrontsensoren
Johannes Bautsch
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Johannes Bautsch, Hochgenaue orts- und winkelaufgelöste Kalibrierung von Wellenfrontsensoren (2022), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832584238
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Description / Abstract
In dieser Arbeit wird ein Aufbau zur hochgenauen Kalibrierung von Wellenfrontsensoren â insbesondere Shack-Hartmann-Sensoren â vorgestellt. Der verwendete Aufbau besteht aus einer Punktlichtquelle, welche durch ein dreidimensionales Bewegungssystem im Raum positioniert werden kann, sowie dem zu charakterisierenden Sensor. Das System ermöglicht es, sowohl die statischen Fehler des Sensors in Form einer fehlerhaften Referenzspotposition zu ermitteln, als auch wellenfrontabhängige Fehler mikrolinsenspezifisch aufzulösen. Die genaue Verschiebeposition der Lichtquelle und die benötigten Auswertealgorithmen, sowie eine Strategie für die Justage des Systems werden ebenfalls dargelegt.
Der zugehörige Aufbau wurde im Rahmen der Arbeit realisiert und zwei unterschiedliche Shack-Hartmann-Wellenfrontsensoren vermessen. Hierzu werden die Ergebnisse für die Kalibrierung dargestellt, sowie die Untersuchung einiger zusätzlichen Effekte auf die Sensoren gezeigt. Für einen der Sensoren wird eine Unsicherheitsanalyse der Restfehler der Kalibrierung vorgestellt sowie eine mögliche Rückführung des Systems dargelegt.
AbschlieÃend wird die Anwendbarkeit des Verfahrens auf weitere Wellenfrontsensoren untersucht, indem ein Shearing-Interferometer vermessen wird.
Der zugehörige Aufbau wurde im Rahmen der Arbeit realisiert und zwei unterschiedliche Shack-Hartmann-Wellenfrontsensoren vermessen. Hierzu werden die Ergebnisse für die Kalibrierung dargestellt, sowie die Untersuchung einiger zusätzlichen Effekte auf die Sensoren gezeigt. Für einen der Sensoren wird eine Unsicherheitsanalyse der Restfehler der Kalibrierung vorgestellt sowie eine mögliche Rückführung des Systems dargelegt.
AbschlieÃend wird die Anwendbarkeit des Verfahrens auf weitere Wellenfrontsensoren untersucht, indem ein Shearing-Interferometer vermessen wird.
Table of content
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Stand der Technik
- 3 Aufgabenstellung
- 4 Grundlagen
- 4.1 Allgemeine Optik
- 4.2 Wellenfrontsensoren
- 4.3 Fehlerein üsse bei Shack-Hartmann-Sensoren
- 4.4 Traceable Multisensor System
- 4.5 Messunsicherheit
- 5 Verfahren zur Kalibrierung
- 5.1 Messapparatur und Messablauf
- 5.2 Auswertung
- 6 Ergebnisse
- 6.1 Darstellung der Ergebnisse
- 6.2 Gekühlter Shack-Hartmann-Sensor
- 6.3 Shack-Hartmann-Sensor mit gekipptem Mikrolinsenarray
- 7 Unsicherheitsanalyse
- 7.1 Positionierungsfehler
- 7.2 Referenzspotposition
- 7.3 Abstand zwischen Mikrolinsenarray und Bildsensor
- 7.4 Höherfrequente Fehler
- 8 Charakterisierung eines Shearing-Interferometer
- 8.1 Anpassungen des Messaufbaus
- 8.2 Messergebnisse
- 9 Diskussion
- 9.1 Vorteile des Verfahrens
- 9.2 Nachteile des Verfahrens
- 9.3 Genauigkeit der Kalibrierung der Offsetfehler
- 9.4 Kalibrierung der wellenfrontabhängigen Fehler
- 9.5 Alternative Wellenfrontsensoren
- 9.6 Rückführbarkeit
- 10 Zusammenfassung und Ausblick
- 10.1 Ausblick