梁肇文

Shack-Hartmann（SH）波前感測器是在波前檢測領域中一個強而有力的工具，擁有不遜於相移干涉儀（phase-shifting interferometer）與shearing干涉儀的量測表現。其亦可做高精度的絕對量測，並應用於位移感測與視光學等領域。然而，在一般的SH波前感測器架構中，其常有relay optics在感測器前，以把待測光束重新準直擴束後入射至感測器中。但relay optics並非完美，故其將會將額外的誤差與不確定性引進系統中。 　　因此我們便建構出一個不需要relay optics的SH波前感測器，以降低系統不確定性並使系統簡化。我們捨棄傳統架構中的準直光束，直接改用聚焦光束入射至感測器中，使得系統中元件減少，亦即誤差來源減少，藉以提升系統表現。 　　然而，由於感測器中所使用的透鏡陣列並非完美，故當聚焦光束入射至透鏡陣列上時，其會產生離軸像差，從而影響聚焦點的位置。而聚焦點的位置則直接影響到由其重建而出的波前，若點位置取得不對，則無法得到正確的波前，故需針對透鏡陣列做校正。此外，聚焦光束引起的聚焦點位移，會使得聚焦點移出其對應的透鏡區域，使得傳統點指派演算法無法正常指派定位出的點至其對應區域，從而得出錯誤的點位移量及錯誤的波前，故需選用非傳統並適用與此情況的演算法。最後，由於系統在新架構下變得更為簡單與純淨，使得以分析方法將校準誤差移除變為可能。透過此法，可將系統對於校準精度的需求降低。 　　本論文中，我們展示了一個不需relay optics的SH波前感測器，並探討校準誤差自量測結果中移除的可行性。量測數個帶有不同f-number的透鏡並將量測結果與Zygo干涉儀做比較，對系統進行探討驗證。