Space-variant Shack-Hartmann wavefront sensing based on affine transformation estimation
在深部组织成像中，存在着波前重构的空变问题。在本文中，我们提出了一个框架的Shack-Hartmann波前空变传感与扩展源照明。空间变化的波前被建模为一个四维函数，其中两个dimensionsare在空间域和两个在傅立叶域的先验，都轻轻地变化。这里，仿射变换被用来表征波前空变函数。实验和仿真结果表明，与传统的空不变相关法相比，空变波前重构精度提高了2 ~ 4倍。
2022-10-12 physics.optics
Single-shot quantitative aberration and scattering length measurements in mouse brain tissues using an extended-source Shack-Hartmann wavefront sensor
由于散射和光学像差引起的信号和分辨率损失，哺乳动物脑组织中的深度荧光成像仍然具有挑战性。使用自适应光学（AO）校正像差需要它们在组织中的可靠测量。在这里，我们表明，扩展源夏克-哈特曼波前传感器（ESSH）允许定量像差测量通过固定的大脑切片的厚度高达四倍的散射长度。我们特别证明，这种波前测量方法的基础上，图像相关性是更强大的散射相比，标准的质心为基础的方法。最后，我们得到的组织散射长度的测量利用的几何形状的夏克-哈特曼传感器。
2022-03-17 physics.bio-ph physics.optics
Generalized Hartmann-Shack array of dielectric metalens sub-arrays for polarimetric beam profiling
为了定义和表征光学系统，获得关于光束的振幅、相位和偏振分布的信息是至关重要的。使用体光学的偏振测定法被很好地建立以表征偏振状态。最近，超表面和超透镜已被成功地引入作为紧凑的光学部件。在这里，我们通过实现超透镜2*3子阵列的阵列，将超表面概念带到系统级，从而允许确定光束的偏振分布。我们使用的硅基超透镜的数值孔径为0.32和平均测量的衍射效率在1550 nm波长的透射模式为28%。再加上一个标准的相机记录的阵列焦点，我们的系统是非常紧凑，并允许通过检查焦点振幅实时光束诊断。通过进一步分析焦点位移的Hartmann-Shack波前传感器的精神，我们可以同时检测相位梯度轮廓。作为应用实例，我们诊断了径向偏振光束、方位偏振光束和涡旋光束的偏振轮廓。
2018-07-18 physics.optics
Wavefront sensing based on the inverted Hartmann sensor
经典的哈特曼测试由一系列孔组成，以从每个焦斑的局部偏差重建波前，Shack-Hartmann传感器改进了微透镜阵列。这种微透镜阵列在波前不进入可见波长时施加了实际限制，例如，制造这些。相反，我们提出了一种波前传感技术，使用一系列圆形障碍物，即，具有倒置哈特曼阵列的哈特曼传感器。我们证明了在相同条件下，倒置哈特曼传感器和夏克-哈特曼波前传感器具有等效的光斑图来恢复波前。该方法可用于非可见光波段，应用范围更广。
2019-11-28 physics.optics
Error propagation: a comparison of Shack-Hartmann and curvature sensors
自适应光学系统中的相位估计通过使用波前传感器（诸如Shack-Hartmann或曲率传感器）来计算。在任一情况下，相位估计的标准误差与测量的标准误差成比例;但是误差传播因子是不同的。我们计算曲率和夏克-哈特曼传感器的传感器的数量，n，在一个圆形的光圈依赖这些因素的比率。如果传感器间距保持不变，而光瞳放大，则该比率随n^0.4而增加。当更多的传感元件被容纳在同一个孔径上时，它甚至增加得更快，即与n^0.8成比例。在大量感测元件的情况下，这种增加可能限制曲率传感器的适用性。
2011-02-22 physics.ins-det physics.optics
Implementation and benchmarking of a crosstalk-free method for wavefront Zernike coefficients reconstruction using Shack-Hartmann sensor data
在波前表征中，通常使用Shack-Hartmann传感器和利用Zernike圆多项式的笛卡尔导数的重建方法（最小二乘法，在此称为方法A）的组合，已知这会引入串扰。在\citep{janssen2014zernike}中，波前Zernike系数的LMS估计器的无串扰解析表达式以波前偏导数的形式给出（导致我们称之为方法B）。在这里，我们展示了这个分析结果的实施，其中的衍生数据使用夏克-哈特曼传感器获得，并将其与传统的最小二乘法进行比较。
2018-07-09 physics.ins-det physics.optics
Detecting momentum weak value: Shack-Hartmann versus a weak measurement wavefront sensor
波前传感的任务是测量光场的相位。在这里，我们证明了广泛使用的夏克-哈特曼波前传感器检测的横向动量的弱值，通常通过量子弱测量的方法来实现。我们将其输入态扩展到部分相干态，并将其与具有更高空间分辨率但动态范围较小的弱测量波前传感器进行了比较。由于弱值常用于研究基础量子物理和量子精密测量，我们的工作将在这些领域中找到必要的应用。
2022-05-02 physics.optics quant-ph
Shack-Hartmann sensor as an imaging system with a phase diversity
根据Shack-Hartmann传感器的原始数据进行波前重建的传统方法使用焦斑移位并且丢弃关于波前的高频信息。基于相位恢复的方法将哈特曼图案视为衍射图像，并使用瑞利-索末菲传播来估计波前，具有更高的精度和分辨率。在这封信中，我们提出了一种新的方法，相位恢复为基础的重建考虑哈特曼模式作为一个点扩散函数的一般成像系统与一个特殊类型的相位多样性。该模型不仅允许使用任何相位恢复算法来重建波前，而且还允许分析基于相位恢复的方法的局限性。我们证明了这种方法的有效性的模拟和实验数据。
2020-11-02 eess.IV physics.optics
Thermal lensing measurements of Ti: Sapphire crystal pumped at 80 MHz picosecond pulses by Shack-Hartmann wavefront sensor
当泵浦光聚焦到激光晶体上时，激光晶体中的热透镜效应占主导地位，从而引起局部加热效应。当晶体具有非均匀温度分布时，观察到的空间折射率变化。实验中采用中心波长为532 nm、重复频率为80 MHz、平均泵浦功率为25 ps的脉冲泵浦布儒斯特切割钛宝石晶体，通过衰减器控制泵浦功率，实现了晶体的热透镜效应。首先在~293 K温度下测量了热透镜效应，然后在~40 K温度下测量了热透镜效应。利用HASO 4夏克-哈特曼波前传感器，计算并测量了不同平均泵浦功率下的热透镜效应。
2019-04-25 physics.ins-det physics.optics
Real-Time Megapixel Kilohertz Neuromorphic Shack-Hartmann Wavefront Sensor
National Research Center for Optical Instrumentation, Zhejiang University（国家光学仪器创新中心，浙江大学）；Central Research Institute of Sunny Optical Technology（舜宇光学科技中央研究院）
针对传统夏克-哈特曼波前传感器的局限，提出实时、兆像素、千赫兹神经形态SHWFS，在静态和动态场景测试中表现出色，能降低波前重建误差，实现高速质心跟踪及高吞吐量处理，建立了统一神经形态框架。
2026-07-29 physics.optics
Near ground horizontal high resolution $C_n^2$ profiling from Shack-Hartmann slope and scintillation data
CO-SLIDAR是近地面$C_n^2$剖面测量的一种非常有前途的技术。它利用专用波前传感器获得的相位和闪烁测量值，并允许在瞳孔和光源之间的全视线上进行轮廓分析。这种技术被应用到一个相关的仪器的基础上的中红外Shack-Hartmann波前传感器，耦合到一个0.35米的望远镜，观察两个合作的来源。本文介绍了第一个全面的说明的CO-SLIDAR方法的背景下，近地面光学湍流计量。它包括介绍的物理原理的测量，我们的无监督的$C_n^2$轮廓重建策略连同重建值的误差条估计。在Lannemezan（法国）的实验活动期间，在一个异质的农村景观中获得的数据的应用程序表明，能够获得配置文件的采样间距约为220米，超过2.7公里的视线。检索的$C_n^2$配置文件，并讨论了它们在空间和时间的变化。
2021-11-13 astro-ph.IM physics.ao-ph physics.ins-det
Zonal shape reconstruction for Shack-Hartmann sensors and deflectometry
本文针对Shack-Hartmann等传感器的区域形状重建，指出了经典Fried和Southwell模型因逐点导数假设引入偏差，提出一种无偏数据形成模型与正则化MAP重建方法，在自由曲面镜偏折测量中降低了总形状重建误差。
2024-10-10 eess.IV physics.optics
Non-contact XUV metrology of Ru/B4C multilayer optics by means of Hartmann wavefront analysis
短波长成像、光谱学和光刻将特征长度尺度缩小到纳米。这对光学精加工公差造成了严格的限制，而这通常很难表征。事实上，即使是微小的表面缺陷也会降低这种光学器件的反射率和空间投影。在这项研究中，我们实验证明，哈特曼波前传感器的极紫外（XUV）波长是一种有效的非接触式分析方法，用于检测多层光学表面。实验在桌面实验室中进行，使用高次谐波产生作为XUV源。波前传感器用于测量XUV光束在球面Ru/B4 C多层膜反射镜上反射后的波前误差，扫描直径约40 mm的大表面。结果表明，该技术检测的像差在纳米范围内。
2018-06-22 physics.ins-det physics.optics
Optical measurements of phase steps in segmented mirrors - fundamental precision limits
相位阶跃是由大口径望远镜的分块镜产生的一种重要的波前像差。在闭环校正周期中，必须使用自然参考星以尽可能高的精度测量这些相位阶跃，即使用少量光子。在本文中，经典的Fisher统计信息用于计算Cramer-Rao界限，它确定了精度的限制，其中的台阶的高度可以估计在一个无偏的方式与给定的光子数和一个给定的测量设备。四种类型的测量设备进行了讨论：一个小的圆柱形小透镜覆盖一个子孔径中心的边界，一个修改后的马赫-曾德尔干涉仪，傅科测试，和曲率传感器的夏克-哈特曼传感器。在理想条件下计算所有传感器的Cramer-Rao界限，理想条件是除了光子散粒噪声之外没有额外噪声或干扰的窄带测量。这个极限是比较与最终的量子统计极限的估计这样一个步骤，这是独立的测量设备。对于Shack-Hartmann传感器，宽带测量，有限采样，和干扰，如大气看到和探测器读出噪声的Cramer-Rao界的影响也进行了研究。这里提出的方法可以用来比较各种设备的精度限制，用于测量相位阶跃和优化设备的参数。在理想条件下，夏克-哈特曼和福柯装置几乎达到了量子统计极限，而马赫-曾德尔和曲率装置则需要大约20倍的光子才能达到同样的精度。
2006-04-07 physics.optics
Synchronous phase-demodulation of concentric-rings Placido mires in corneal topography and wavefront aberrometry (theoretical considerations)
本文提出一种数字干涉法解调普拉西多条纹图。该方法使用计算机存储的圆锥波前作为参考载波。尽管如此，Placido mires广泛用于角膜地形图仪。然而，这不是一篇关于角膜地形图和/或其临床应用的论文。本文着重于理论方面的相位解调普拉西多沼泽使用同步干涉技术。普拉西多图案也可以应用于使用具有周期性环形孔径的普拉西多-哈特曼不透明板来测试光学波前。该测试对测量波前的径向斜率敏感。另一波前测试方法可以使用具有环形小透镜的周期性阵列的Placido-Hartmann-Shack屏幕。该周期性屏幕对小透镜的焦平面处的波前的径向斜率敏感。简而言之，本文首次应用数字干涉方法来解调圆锥载波普拉西多图像。（专利申请在USPTO）。
2012-04-17 physics.optics
Off-axis Hartmann wavefront sensing for the GMT-Consortium Large Earth Finder (G-CLEF) red camera optics
本文提出一种将经典哈特曼检验推广至离轴视场和任意参考波前的波前传感方法，通过在两个离焦面拍摄图像并求解非线性偏微分方程估计波前误差，并在 G-CLEF 红色相机系统模拟数据上得到验证。
2024-07-29 astro-ph.IM physics.optics
Phase imaging by spatial wavefront sampling
相位成像技术提取场景的光程长度信息，而波前传感器提供光学波前的形状。由于这两种应用具有不同的技术要求，因此它们开发了自己的特定技术。在这里，我们展示了如何执行相位成像结合波前采样使用可重构空间光调制器与光束位置检测器。其结果是一个时间复用的检测方案，能够大大缩短压缩感测。这种鲁棒的无参考方法不需要传统干涉测量所需的相位展开算法，并且其无小透镜的性质消除了Shack-Hartmann传感器中通常存在的权衡。
2017-11-11 physics.optics
Wavefront sensing reveals optical coherence
波前传感是一组提供有效手段来确定光学波前的形状或其与理想参考的偏差的技术。由于其宽的动态范围和高的光学效率，Shack-Hartmann是目前使用最广泛的传感器。在这里，我们表明，它实际上执行的入射辐射的位置和角谱的同时测量，因此，当与以前开发的用于量子信息处理的层析成像技术相结合时，Shack-Hartmann可以在重建信号的完整的相干特性。我们证实了这些预测与部分相干涡旋光束的实验表征，这种情况下，不能用标准工具处理。这似乎表明，迄今为止采用的传统方法没有充分利用登记数据的潜力。
2014-02-13 physics.optics quant-ph
A Polarimetric Wavefront Imager
针对传统偏振与波前成像需多次采集且无法监测超快过程的问题，提出一种基于矢量光束横向剪切干涉仪的单次波前与全Stokes偏振成像方法，利用图案化偏振调制Hartmann掩模将信息编码于单幅图像的条纹图案中。
2024-07-29 physics.optics
Adaptive optics design for high-energy kW-class multi-slab laser amplifier
HiLASE Centre, Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所 HiLASE 中心）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学核科学与物理工程学院）
本研究提出了一种用于高能kW级多板激光放大器的自适应光学设计，通过双模变形镜和Shack-Hartmann波前传感器显著提升了波前校正效果和Strehl比率。
2026-01-22 physics.optics
Toward practical weak measurement wavefront sensing: spatial resolution and achromatism
弱测量波前传感器像Shack-Hartmann传感器那样检测光的相位梯度。然而，使用一个薄的双折射晶体来位移光束导致两个偏振分量之间的波长依赖的相位差，这限制了实际应用。利用两块晶体组成的萨伐尔板与消色差延迟器相结合，可以补偿相位差，实现消色差波前传感。我们讨论了传感器的空间分辨率和实验重建的模式调制的波前。然后，我们得到了三个不同波长的Zernike系数调制前后。我们的工作使这种新的波前传感器更适用于实际的任务，如生物医学成像。
2022-05-25 physics.optics
Accurate and Noise-Robust Wavefront Reconstruction with an Optical Vortex Wavefront Sensor
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；The University of North Carolina at Charlotte（北卡罗来纳大学夏洛特分校）
本文提出在Shack-Hartmann波前传感器子孔径中引入光学涡旋，通过专用跟踪算法在宽信噪比范围内降低残余相位方差，实现精确抗噪的波前重建，无需根本性重新设计。
2025-10-09 physics.optics
Synchronous phase-demodulation of high spatial frequency, concentric-rings, Placido fringe patterns
本文提出了一种高空间频率同心圆环普拉西多条纹图的同步相位解调方法。最早使用这种同心环图案是由葡萄牙眼科医生Antonio Placido于1880年测量人类角膜的非球形不规则性。大多数现代角膜地形图仪使用普拉西多模式来测试人类角膜的不规则性，本文的应用领域。HSF圆锥载波条纹图的另一个应用领域是使用所谓的Placido-Hartmann屏测试来测试波前。这些屏幕将由周期性的同心环孔形成。普拉西多-哈特曼检验对被测波前的径向斜率敏感。最后，如在Hartmann-Shack测试中，可以使用环形透镜的径向小透镜阵列来测试焦平面处的波前的径向斜率。使用HSF Placido图案估计波前的径向斜率的主要优点是单个径向斜率图像足以整合完整的波前形状。
2012-04-17 physics.ins-det physics.med-ph physics.optics
Quantitative Wavefront sensing with static Foucault and pyramid tests
本文提出两种基于反射棱镜和梯度密度滤光片的静态非调制波前传感器设计，通过简化数学模型实现波前斜率重建与波前计算，模拟证明其测量精度满足经典衍射极限判据。
2025-07-18 physics.optics
Large dynamic range autorefraction with a low-cost diffuser wavefront sensor
具有薄漫射器的波前感测已经成为用于像差测量的小透镜阵列的潜在低成本替代方案。漫射波前传感器（DWS）先前依赖于跟踪散斑位移，因此需要相干照明。在这里，我们表明，焦散图案的位移可以跟踪估计波前梯度，使使用非相干光源和大动态范围的波前测量。我们比较的精度DWS的夏克-哈特曼波前传感器（SHWS）时，使用相干，部分相干，和非相干照明，在自动验光的应用。我们在模型眼睛中引入球面和柱面误差，并使用多级Demon的非刚性配准算法来估计相对于正视眼模型眼睛的焦散位移。当与使用部分相干照明的SHWS的球面误差测量相比时，DWS在动态范围方面表现出$\sim$ 5倍的改进（-4.0至+4.5 D vs. -22.0至+19.5 D），分辨率降低不到一半（0.072 vs. 0.116 D），使可解决处方的数量增加$\sim$ 3倍（118 vs. 358）。除了成本低40倍之外，与小透镜阵列相比，由漫射器形成的焦散图案的独特的非周期性性质使得像差测量的动态范围更大。
2018-12-30 physics.optics
Multi-frame blind deconvolution with linear equality constraints
相位发散散斑（PDS）问题在数学上表示为多帧盲解卷积（MFBD）以及波前扩展参数上的一组线性等式约束（LEC）。这种MFBD-LEC公式非常通用，除了PDS之外，它还允许同一代码处理指定为数据（LEC）而不是代码中的各种不同数据收集方案。它也减轻了我们从必须为每种类型的数据集的波前参数矢量的梯度导出新的表达式。这个想法首先提出了一个简单的配方，可容纳相位分集，相位分集散斑，和夏克哈特曼波前传感。然后讨论了各种泛化，允许处理许多其他类型的数据集。
2002-09-01 physics.optics
Mitigating the Non-Linearities in a Pyramid Wavefront Sensor
本文针对金字塔波前传感器线性范围受限的问题，通过仿真探索用非线性机器学习模型估计波前误差，发现轻量级模型即可显著优于线性重建。
2023-12-02 astro-ph.IM physics.optics
Phase sensor for solar adaptive-optics
太阳自适应光学中的波前感测目前是用相关的Shack-Hartmann传感器来完成的，尽管相位测量的空间和时间分辨率随后受到在白天大气波动的频率下相关传感器信号所需的极快计算的限制。为了避免这种限制，提出了一种新的波前传感技术，利用太阳亮度，适用于扩展源。波前通过修改的马赫-曾德尔干涉仪发送。波前的一个小的中心部分被用作参考，并与波前的其余部分干涉。两个同时测量的干涉图案的对比度提供了波前相位的直接估计，不需要额外的计算。所提出的光学布局显示精确的初始对准是实现新的波前传感方案的关键点。
2011-04-13 astro-ph.IM physics.optics
Turbulence Mitigation Scheme for Optical Communications using Orbital Angular Momentum Multiplexing Based on Channel Coding and Wavefront Correction
采用轨道角动量（OAM）复用的自由空间光通信（FSO）链路可以在不增加系统带宽的情况下大幅度提高系统的容量，但系统性能易受大气湍流（AT）的影响。与现有的AT干扰不同，OAM复用系统中，单个OAM状态的载波同时会产生突发和随机错误，不同OAM状态的载波之间也会产生“串扰”干扰。在本文中，我们提出了一种湍流缓解方法，以提高OAM复用FSO通信链路的AT容忍度。该方案利用信道编码对单个OAM状态的载波进行AT引起的突发错误和随机错误的校正，利用波前校正方法对不同OAM状态的载波之间的串扰干扰进行校正。通过比较采用信道编码和Shark-Hartmann波前校正方法前后OAM复用FSO通信链路的性能，讨论了AT容限的改善。数值仿真结果表明，OAM复用的FSO通信链路的AT容忍度有所提高。信道编码和波前校正方法的结合使用，大大提高了大气湍流环境下OAM复用FSO通信链路的性能。
2014-01-29 physics.optics
Full frame denoising for pyramid wavefront sensors
UK Astronomy Technology Centre（英国天文学技术中心）；Diamond Light Source（钻石光源）；Marseille Univ, CNRS, LAM, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille（马赛大学、法国国家科学研究中心、天体物理学实验室）
针对低通量下金字塔波前传感器（PyWFS）的噪声问题，提出结合FFT加速分组与3D小波滤波的全帧去噪策略，经VLT规模SCAO系统模拟验证，可提升斯特列尔比、极限星等及PSF质量，扩展其对暗导星的适用范围。
2026-08-21 physics.optics
Metasurface-encoded optical neural network wavefront sensing for high-speed adaptive optics
CFD Research Corporation（CFD研究公司）；US Army Space and Missile Defense Command（美国陆军太空与导弹防御司令部）
本研究提出了一种基于元表面编码的混合光电子神经网络波前传感器，实现超高速、低成本的波前传感与校正，提升自由空间通信系统性能。
2026-02-18 physics.optics
Spectrally resolved single-shot wavefront sensing of broadband high-harmonic sources
波前传感器是表征极紫外辐射相干光束的重要工具。然而，传统的哈特曼型传感器不允许对光束中可能存在的不同光谱分量进行独立的波前表征，这限制了它们对于固有宽带高次谐波产生（HHG）源的适用性。在这里，我们介绍了一个波前传感器，测量波前的所有谐波在HHG光束在一个单一的相机曝光。通过在不同方向上用透射光栅代替掩模孔，我们同时检测谐波波前和光谱，并获得对时空结构如脉冲波前倾斜的灵敏度。我们展示了传感器的能力，通过并行测量的波长范围在25和49 nm之间的9个谐波的波前，高达λ/32的精度。
2017-12-12 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Experimental Trials With The Optical Differentiation Wavefront Sensor For Extended Objects
通常使用的波前传感器，例如Shack Hartmann波前传感器和金字塔波前传感器，具有大的动态范围或高灵敏度，以一种状态交换另一种状态。一种新型的波前传感器正在开发中，目前正在亚利桑那大学天文自适应光学中心进行测试。该传感器建立在线性光学微分理论的基础上，通过在中间焦平面中使用线性的、空间变化的半波片。这些滤波器与偏振分束器一起将光束分成四个光瞳图像，类似于金字塔波前传感器产生的图像。然后从这些图像中包含的局部波前斜率信息重建波前。ODWFS非常适合扩展对象的波前传感，因为它的动态范围大，因为它在光瞳平面中工作，即使对于任意形状的源，也可以实现片上再现。我们已经组装的ODWFS上使用32 × 32平方1000致动器变形镜的试验台上引入像差到一个模拟的望远镜光束。我们目前正在测试系统的空间频率响应，并将所得数据与数值模拟进行比较。本文介绍了这些初步实验的结果。
2022-08-17 astro-ph.IM physics.optics
Characterization of an underwater channel for quantum communications in the Ottawa River
我们研究了具有不同偏振态和空间模式的光束通过加拿大渥太华河的传输。采用夏克-哈特曼波前传感器记录畸变光束的波前。分析了水下信道中的湍流，并实时获得相关的Zernike系数。最后，我们探讨了利用水下信道传输偏振态和空间模式的可行性，并将其应用于量子密码学中。
2019-05-23 physics.optics quant-ph
Developing an Error Budget for the Nonlinear Curvature Wavefront Sensor
本文为非线性曲率波前传感器建立包含多种噪声源的空间域误差预算，证明其在多种环境下可优于夏克-哈特曼传感器，并指出主要挑战在于波前重建器的速度限制。
2023-12-03 astro-ph.IM physics.optics
Multiplexed wavefront sensing with a thin diffuser
本文提出一种基于薄散射片的单次多路复用波前传感方法，可同时测量多个等晕区的光瞳像差，并在宽场荧光显微镜中验证其能扩展有效校正视场。
2023-05-31 physics.ins-det physics.optics
Position-correlated biphoton wavefront sensing for quantum adaptive imaging
本文提出位置关联双光子夏克-哈特曼波前传感方法，通过微透镜阵列后焦平面质心分布重建相位，实现单次拍摄的量子自适应成像，实验验证了抗塑料薄膜扰动能力。
2025-09-09 physics.optics quant-ph
Full vectorial field sensing using liquid crystal droplet arrays
Department of Engineering Science, University of Oxford（牛津大学工程科学系）
本文提出了一种基于喷墨打印液态晶体液滴阵列的低成本全矢量场传感器，通过波前分割偏振测量技术实现对光振幅、相位和偏振分布的同时测量。
2025-12-01 physics.optics
Inverse designed full-Stokes polarimetric metasurface with simultaneous wavefront sensing for visible light
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Meopta s.r.o.（梅奥塔有限公司）
本文提出一种反向设计的全斯托克斯极化表面，实现可见光波前传感与极化状态的同时测量，通过优化纳米结构几何和旋转，提升系统效率和精度。
2026-04-20 physics.app-ph physics.optics
Apollon Real-Time Adaptive Optics (ARTAO) -- Astronomy-Inspired Wavefront Stabilization in Ultraintense Lasers
针对超强激光动态像差与热效应问题，本文在Apollon装置实现受天文AO启发、基于CACAO和GPU的905 nm引导光束实时闭环自适应光学系统，并验证其校正效果及集成挑战。
2025-01-21 hep-ex physics.optics
Closing the loop as an inverse problem: the real-time control of THEMIS adaptive optics
本文提出将THEMIS太阳望远镜自适应光学控制环路建模为逆问题，通过实时估计波前斜率与噪声协方差并施加Kolmogorov时空约束求解最优指令，实现延迟低于300微秒的实时控制。
2023-11-29 astro-ph.IM physics.optics
Adaptive optics imaging with a pyramid wavefront sensor for visual science
金字塔波前传感器（P-WFS）已取代夏克-哈特曼（SH-）波前传感器，成为天文学中高性能自适应光学（AO）系统的首选传感器，因为它具有光瞳采样的灵活性、动态范围以及在闭环应用中提高的灵敏度。通常，P-WFS需要调制和高精度光学器件，这导致传感器的高复杂性和成本。这些因素限制了P-WFS相对于视觉科学中AO矫正的其他WFS器械的竞争力。在这里，我们提出了一种具有成本效益的实现AO校正与非调制PWFS，并将这种技术应用于人体视网膜在体内成像使用光学相干断层扫描（OCT）。据我们所知，首次在5名健康受试者中成功进行了基于P-WFS的高质量AO成像，并与基于常规SH-WFS的AO的性能进行了基准测试。最小的视网膜细胞，如中央凹锥光感受器是可视化的，我们观察到一个更好的质量与P-WFS记录的图像。该传感器的鲁棒性和多功能性在各种条件下的模型眼和在体内通过使用标准和扩展视野对视网膜中的其他结构进行高分辨率成像来证明。
2021-06-28 physics.med-ph physics.optics
Characterizing Biphoton Spatial Wave Function Dynamics with Quantum Wavefront Sensing
本文提出量子Shack-Hartmann波前传感方法，无需参考光即可高效测量双光子空间波函数，并观测到传播中振幅关联减弱而相位关联增强，为量子光场表征奠定基础。
2024-07-17 physics.optics quant-ph
Determining the Phase and Amplitude Distortion of a Wavefront using a Plenoptic Sensor
本研究设计了一种基于微型Keplerian望远镜阵列的全光传感器，搭配重建算法可实现大动态范围、低歧义的波前相位与振幅重建，能为大气湍流中的光束传播自适应光学调控提供支持。
2015-04-09 physics.ins-det physics.optics
Assessing Phase Reconstruction Accuracy for Different Nonlinear Curvature Wavefront Sensor Configurations
本文首次系统探索了非线性曲率波前传感器（nlCWFS）测量平面的位置、数量和空间采样，发现原始对称四平面配置在广泛视宁度下精度最高且耗时最短，为未来传感器设计提供了重要指导。
2023-10-04 astro-ph.IM physics.optics
Refractive multi-conjugate adaptive optics for wide-field atmospheric turbulence correction
Consiglio Nazional delle Ricerche, Institute of Photonics and Nanotechnology（意大利国家研究委员会光子学与纳米技术研究所）
本文提出了一种基于折射变形透镜的多共轭自适应光学系统，通过改进的光学设计提升了宽视场内的大气湍流校正效果，实验验证了其在自由空间光学通信中的应用潜力。
2026-03-25 astro-ph.IM physics.optics
Using Graph Theory and a Plenoptic Sensor to Recognize Phase Distortions of a Laser Beam
大气湍流引起空气局部折射率的波动，这些波动在波传播时累积地干扰波的相位和振幅分布。这削弱了激光武器的有效射程以及自由空间光通信系统的性能。自适应光学（AO）可以用于在弱湍流情况下有效地校正波前畸变。然而，在强或深湍流，闪烁和光束分裂是常见的现象，传统的波前传感技术，如使用夏克-哈特曼传感器导致不正确的结果。因此，AO系统的性能将大大受损。我们提出了一种新的方法，可以确定在一个光束的主要相位失真瞬间，并引导AO设备，以补偿在几个迭代的相位失真。在我们的方法中，我们使用全光波前传感器将畸变光束成像到其4D相空间中。采用基于图论的快速重构算法识别激光光束的相位畸变，并控制声光器件进行相位补偿。因此，我们在我们的实验中表明，峰峰值高达22π的任意相位失真可以在几个迭代步骤内校正。全光传感器及其快速重建算法巧妙地避免了闪烁和分支点问题。在这篇文章中，我们将展示全光传感器的功能，快速重建算法以及光束校正的改进，当我们的方法被应用到AO系统。
2015-06-01 astro-ph.IM physics.optics
