Zpracování dat S-H senzoru v metrologii a zobrazování
Popis
Aktivity pracovního balíčku navazují na stávající zkušenosti podniku Meopta a katedry optiky Univerzity Palackého s využíváním S-H detektorů. Tým odborníků z vývojového oddělení Meopty rozvíjí dovednosti pro vytvoření základního S-H senzoru po hardwarové i softwarové stránce. Velký nárůst aplikací této techniky ve vlastních provozech v posledních dvou letech stojí za rozhodnutím věnovat se této problematice na výzkumné úrovni. Katedra optiky se věnuje problematice S-H detekce po experimentální i teoretické stránce. V posledních letech navrhla několik nových postupů na poli zpracování dat i měřících technik. Tyto postupy skýtají možnosti dosud nepoužívaného komerčního využití. V rámci řešení projektu má Meopta zájem si tyto inovace osvojit a rozšířit a zkvalitnit tak svou nabídku měřících metod pro své zákazníky.
Výsledky
Software pro kompletní diagnostiku intenzity a vlnoplochy
Software slouží pro sběr dat S-H senzoru a jejich zpracování. Jedná se o aplikaci pro prostředí Windows umožňující komunikaci s S-H senzory využívající kamery různých výrobců a různých rozhraní. Je přitom možné pracovat se senzory různých parametrů (velikost CCD chipu, parametry mikročoček). Aplikace má intuitivní uživatelské rozhraní umožňující výběr použitých výpočetních postupů i vyhodnocovaných parametrů signálu. Vytvořený software umožňuje získat data o intenzitě a vlnoploše měřeného signálu v grafické podobě a formou textových a binárních souborů. Software dále umožňuje ukládat naměřené gradienty vlnoplochy i surová data z CCD kamery. Poskytuje veškeré charakteristiky naměřené vlnoplochy s volbou různých výstupů do uživatelského prostředí i souborových výstupů s možností práce s databázemi.
Funkční vzorek S-H senzorů
Součástí řešení jsou hardwarové části i definované rozhraní mezi počítačem a senzorem. Sestava obsahuje senzory s vysokou rozlišovací schopností a citlivostí, ale i senzory umožňující provádět měření ve větším dynamickém rozsahu nebo v různých oblastech spektra (SWIR, UV). Díky této diverzitě lze pro dané měření vlnoplochy vybrat senzor vhodných konstrukčních parametrů.
DMD senzor vlnoplochy
Funkční vzorek je založen na Hartmannově senzoru vlnoplochy realizovaném pomocí DMD čipu. Umožňuje stejně jako duální senzor současně měřit vlnoplochu a intenzitu signálu v jednom zařízení. Další předností oproti Shack-Hartmannovu senzoru je rozšířený dynamický rozsah a možnost měření infračerveného záření. Předpokládá se také využití v aplikacích měření vlnoplochy, kde je důležité znát polohu osy svazku a při současném měření geometrických a vlnových parametrů svazku.
Aplikace pro diagnostiku laserových svazků
Funkcní vzorek využívá technologie S-H tomografie pro zpracování dat tradičního S-H senzoru, což umožnuje plnou rekonstrukci multimodového laserového svazku včetně jeho koherenčních vlastností. Využitím celé řady hardwarových rešení S-H senzoru ve spojení s inovativním software pro zpracování dat senzoru, lze vyhodnocovat vlastnosti ruzných laserových svazků, kde detekce koherenčních vlastností poskytuje úplnou informaci nutnou pro simulaci jejich propagace. Inovativní prístup ke zpracování dat navíc umožnuje i využití netradičních hardwarových usporádání, které v klasickém režimu nejsou možné. Zejména se jedná o rozšírení možnosti detekce svazku s malými průměry.
Duální senzor optických svazků
Na duální senzor optických svazků se lze dívat jako na S-H senzor, kde část signálu je před vlastním měřením vyvedena na CCD kameru. Uvedené řešení umožňuje současně měřit vlnoplochu a intenzitu signálu v jednom kompaktním zařízení. Předpokládá se využití zejména v aplikacích měření vlnoplochy, kde nelze určit osu svazku pomocí standardních technik. Dále pak pro současné měření parametrů spojených s detekcí intenzity a fáze.
Ověřená technologie kalibrace S-H senzorů
V rámci balíčku byla vytvořena ověřená technologie kalibrace S-H senzoru pomocí rovinné a sférické vlny. Velkým přínosem je vznik uživatelsky přívětivého softwaru pro kalibraci rovinnou i sférickou vlnou. Vyvinutý software s rozšířeným dynamickým rozsahem tak zásadně přispěl ke zlepšení opakovatelnosti kalibrace a posunul možnosti její optimalizace. Porovnáním kalibrace rovinnou vlnou a kalibrace sférickou vlnou, tedy dvěma nezávislými metodami, byla ověřena funkčnost technologie.
Metodika měření tvaru optických prvků rovinné a sférické optiky pomocí S-H senzoru
V rámci balíčku byla vytvořena ověřená technologie měření kvality ploch pomocí Shack-Hartmannova senzoru. Technologie byla ověřena na testovacích soustavách a svoje uplatnění nachází především při měření větších zrcadel a sférických ploch. Mezi hlavní přednosti technologie patří nízké náklady na sestavení, relativní jednoduchost, menší citlivost na okolní vlivy oproti běžně užívané interferometrii, možnost měřit v reálném čase a možnost měření relativně velkých rovinných ploch.
Předchozí stránka: Digitální zobrazování s podporou technologie PMS
Následující stránka: Řídící výbor Centra
