Verbesserter Hartmann-Shack-Sensor

Vermessung thermischer Linsen

Strahlungsinduzierte thermische Linsen in optischen Komponenten können bekanntermaßen bei vielen Anwendungen von Laserstrahlung erhebliche Probleme bereiten. Am Laser-Laboratorium Göttingen wurde ein Messsystem zur quantitativen Erfassung dieses Effektes entwickelt. Es basiert auf einem verbesserten Hartmann-Shack-Wellenfrontsensor, der sich durch hohe Empfindlichkeit auszeichnet und mittlerweile Wellenfrontänderungen im Bereich λ/10000 nachweisen kann. Das entspricht Abweichungen von weniger als 0,1 nm bei einer abgetasteten Fläche von einigen Quadrat-Zentimetern. Der Vorteil gegenüber interferometrischen Verfahren besteht darin, dass das Messsystem trotz der hohen Empfindlichkeit sehr kompakt und flexibel einsetzbar ist. Die Aufnahme der Wellenfront erfolgt in Echtzeit. Mit diesem neuen Verfahren lassen sich einerseits die induzierten Wellenfrontveränderungen durch Zernike-Analyse genau vermessen, so dass Maßnahmen zur Kompensation (z.B. durch adaptive Optiken) ergriffen werden können. Andererseits kann die photothermische Messung auch zur schnellen Bewertung der Qualität optischer Komponenten eingesetzt werden, da das Ausmaß der Wellenfrontänderung direkt proportional zu den thermischen Absorptionsverlusten ist. Damit erschließt sich ein weiteres Einsatzgebiet des Hartmann-Shack-Sensors, der auch zur Echtzeit-Charakterisierung von Laserstrahlung (Strahlprofil, Propagation, M²-Messung) verwendet wird.

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