一种波前传感器制造技术

本发明专利技术提供一种波前传感器，包括液晶透镜结构和与所述液晶透镜结构相对设置的图像传感器，其中所述液晶透镜结构用于：当入射光通过时，将入射光分割为一波前阵列，且使所述波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，在所述图像传感器的会聚成像范围位于不同的宏像素中，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。利用液晶分子能够在电压控制下产生偏转，形成液晶透镜结构的原理，通过设置液晶透镜结构，该波前传感器不但能够进行光束的波前状态检测，还具备了检测偏振像差的功能。

A wave front sensor

The invention provides a wavefront sensor, comprising a liquid crystal lens structure and image sensor is arranged opposite to the liquid crystal lens structure, the structure of the liquid crystal lens is used when the incident light out, the incident light is divided into a first array, and the wavefront array, second wavefront direction for the wavefront and the first polarization component the direction of the polarization component in the converging imaging range of the image sensor in different macro pixel, wherein the first direction is perpendicular to the second direction. The principle of liquid crystal lens structure can be generated by using liquid crystal molecules to deflect under voltage control. By setting the liquid crystal lens structure, the wavefront sensor can not only detect the wavefront state of the beam, but also have the function of detecting the polarization aberration.

【技术实现步骤摘要】
一种波前传感器
本专利技术涉及光学系统
，尤其是指一种波前传感器。
技术介绍
波前传感器是自适应光学系统的重要组成部分，用来实时检测光学系统的波前畸变。目前市场上流行的波前传感器主要分为以下三种：剪切干涉仪、Shack-Hartmann(SH-WFS)波前传感器和曲率波前传感器。其中，SH-WFS因其光能利用率高、结构紧凑、适用波长范围广等优点获得了最广泛的应用。然而，传统的SH-WFS波前传感器是基于标量光学基础的，以光学系统能够均匀地传播所有偏振态的光线为检测前提。然而对于实际光束传输来说，对于有大角度入射光以及工作在宽光谱范围内的系统，上述假设并不成立，偏振引起的像差已经成为影响系统性能的一个重要因素，而现有技术的SH-WFS波前传感器并不具备检测偏振像差的功能，因此不能够获得理想的检测效果。
技术实现思路
本专利技术技术方案的目的是提供一种波前传感器，解决现有技术波前传感器不能检测偏振像差的问题。本专利技术提供一种波前传感器，包括液晶透镜结构和与所述液晶透镜结构相对设置的图像传感器，其中所述液晶透镜结构用于：当入射光通过时，将入射光分割为一波前阵列，且使所述波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，在所述图像传感器的会聚成像范围位于不同的宏像素中，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述液晶透镜结构包括：第一液晶透镜单元，用于平行于所述图像传感器的成像平面形成多个依次排列的第一子透镜，使得入射光通过所述第一子透镜时，分割为一波前阵列，且使波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前会聚至所述图像传感器的成像平面，偏振分量为第二方向的波前仍以原方向传输；第二液晶透镜单元，用于平行于所述图像传感器的成像平面形成多个依次排列的第二子透镜，使得波前阵列通过所述第一子透镜之后，通过第二子透镜时，偏振分量为第二方向的波前会聚至所述图像传感器的成像平面，偏振分量为第一方向的波前仍以原方向传输。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述第二子透镜与所述图像传感器之间的距离小于所述第一子透镜与所述图像传感器之间的距离，且所述第一子透镜对应所述图像传感器上的宏像素为第一宏像素，所述第二子透镜对应所述图像传感器上的宏像素为第二宏像素，所述第一宏像素与所述第二宏像素分别包括不同的像素单元，同时多个所述第一宏像素与多个所述第二宏像素为交错排列。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述波前传感器还包括控制结构，用于使得所述波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，同时在所述图像传感器上会聚成像。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述第一液晶透镜单元与所述第二液晶透镜单元相贴合连接，且所述第一液晶透镜单元与所述图像传感器的成像平面之间的距离为f，所述第二液晶透镜单元与所述图像传感器的成像平面之间的距离为f-d，其中f为所述第一子透镜的焦距，d为所述第二液晶透镜单元的厚度，且所述第二子透镜的焦距为f-d。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述第一液晶透镜单元与所述第二液晶透镜单元相贴合连接，且所述液晶透镜结构平行于所述图像传感器的成像平面的竖直中心面与所述图像传感器的成像平面之间的距离为f，所述第一子透镜和所述第二子透镜的焦距均为f。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述波前传感器还包括：用于向所述第一液晶透镜单元输入控制电压，形成多个所述第一子透镜的第一电路；用于向所述第二液晶透镜单元输入控制电压，形成多个所述第二子透镜的第二电路；其中，所述第一电路和所述第二电路连接为一个电路或者为分离的不同电路。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述波前传感器还包括：位移驱动结构，用于驱动所述液晶透镜结构或者所述图像传感器移动，调整所述液晶透镜结构与所述图像传感器之间的距离。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述第一液晶透镜单元和所述第二液晶透镜单元分别包括：相对设置的两个玻璃基板；设置于两个玻璃基板之间的液晶层；分别设置于所述液晶层的相对两侧的第一电极层和第二电极层；在所述第一电极层靠近液晶层一侧上设置的第一取向层；在所述第二电极层靠近液晶层一侧上设置的第二取向层；其中通过在所述第一电极层与所述第二电极层之间施加电压，所述液晶层的液晶分子产生偏转，形成多个所述第一子透镜或者多个所述第二子透镜。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述第一电极层与所述第二电极层中的至少一个为环形电极。优选地，上述所述的波前传感器，其中，所述第一液晶透镜单元中，所述第一取向层和所述第二取向层的方向分别为第一方向；所述第二液晶透镜单元中，所述第一取向层和所述第二取向层的方向分别为第二方向。本专利技术具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益技术效果：本专利技术实施例所述波前传感器，利用液晶分子能够在电压控制下产生偏转，形成液晶透镜结构的原理，通过设置液晶透镜结构，使得波前阵列中的每一波前，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，分别在图像传感器的不同宏像素上成像，通过一次曝光即能够了解偏振分量为第一方向的波前分布与偏振分量为第二方向的波前分布，判断出波前传感器所检测光束是否存在偏振像差，使得包括上述结构的波前传感器，不但能够进行光束的波前状态检测，还具备了检测偏振像差的功能。附图说明图1为本专利技术第一实施例所述波前传感器的结构构成示意图；图2为说明第一液晶透镜单元和第二液晶透镜单元的焦距，分别与图像传感器之间距离的关系的示意图；图3为第二实施例所述波前传感器中，液晶透镜结构所包括的第一液晶透镜单元的构成结构示意图；图4为第二实施例所述波前传感器中，液晶透镜结构所包括的第二液晶透镜单元的构成结构示意图；图5为第二实施例所述波前传感器中，整个所述液晶透镜结构的结构示意图；图6a至图6d用于表示第二实施例中，第一子透镜、第二子透镜与成像平面之间关系的结构示意图；图7为第二实施例中，第一子透镜与第二子透镜之间的排列结构实施例示意图之一；图8为第二实施例中，第一子透镜与第二子透镜之间的排列结构实施例示意图之二。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术提供一种波前传感器，包括液晶透镜结构和与所述液晶透镜结构相对设置的图像传感器，其中所述液晶透镜结构用于：当入射光通过时，将入射光分割为一波前阵列，且使波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前在所述图像传感器的第一宏像素上会聚成像，偏振分量为第二方向的波前在所述图像传感器的第二宏像素上会聚成像，其中所述第一宏像素与所述第二宏像素包括不同的像素单元，所述第一方向垂直于所述第二方向。本专利技术实施例所述波前传感器，利用液晶分子能够在电压控制下产生偏转，形成液晶透镜结构的原理，通过设置液晶透镜结构，使得波前阵列中的每一波前，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，分别在图像传感器上的不同宏像素上成像，通过一次曝光能够了解并比较偏振分量为第一方向的波前分布与偏振分量为第二方向的波前分布，判断出波前传感器所检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波前传感器，其特征在于，包括液晶透镜结构和与所述液晶透镜结构相对设置的图像传感器，其中所述液晶透镜结构用于：当入射光通过时，将入射光分割为一波前阵列，且使所述波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，在所述图像传感器的会聚成像范围位于不同的宏像素中，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

【技术特征摘要】
1.一种波前传感器，其特征在于，包括液晶透镜结构和与所述液晶透镜结构相对设置的图像传感器，其中所述液晶透镜结构用于：当入射光通过时，将入射光分割为一波前阵列，且使所述波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，在所述图像传感器的会聚成像范围位于不同的宏像素中，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。2.根据权利要求1所述的波前传感器，其特征在于，所述液晶透镜结构包括：第一液晶透镜单元，用于平行于所述图像传感器的成像平面形成多个依次排列的第一子透镜，使得入射光通过所述第一子透镜时，分割为一波前阵列，且使波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前会聚至所述图像传感器的成像平面，偏振分量为第二方向的波前仍以原方向传输；第二液晶透镜单元，用于平行于所述图像传感器的成像平面形成多个依次排列的第二子透镜，使得波前阵列通过所述第一子透镜之后，通过第二子透镜时，偏振分量为第二方向的波前会聚至所述图像传感器的成像平面，偏振分量为第一方向的波前仍以原方向传输。3.根据权利要求2所述的波前传感器，其特征在于，所述第二子透镜与所述图像传感器之间的距离小于所述第一子透镜与所述图像传感器之间的距离，且所述第一子透镜对应所述图像传感器上的宏像素为第一宏像素，所述第二子透镜对应所述图像传感器上的宏像素为第二宏像素，所述第一宏像素与所述第二宏像素分别包括不同的像素单元，同时多个所述第一宏像素与多个所述第二宏像素为交错排列。4.根据权利要求1或3所述的波前传感器，其特征在于，所述波前传感器还包括控制结构，用于使得所述波前阵列中，偏振分量为第一方向的波前和偏振分量为第二方向的波前，同时在所述图像传感器上会聚成像。5.根据权利要求2所述的波前传感器，其特征在于，所述第一液晶透镜单元与所述第二液晶透镜单元相贴合连接，且所述第一液晶透镜单元与所述图像传感器的成像平面之间的距离为f，所述第二液晶透镜单元与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娟，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44