Was ist ein Shack-Hartmann Sensor?

Der Shack-Hartmann Sensor ist ein optisches Messverfahren, mit dem die Form und die Ausrichtung von optischen Oberflächen bestimmt werden können. Er wurde in den 1980er Jahren von Roland Shack und Bruno Hartmann entwickelt und hat seitdem in verschiedenen Bereichen der Optik Anwendung gefunden.

Der Sensor besteht aus einem Array von kleinen Linsen, die das eintreffende Licht in viele kleine Teilstrahlen zerlegen. Jeder dieser Teilstrahlen wird dann von einer winzigen Photodiode erfasst und ausgewertet. Aus den Positionen der einzelnen Photodioden kann die Form und die Ausrichtung der optischen Oberfläche berechnet werden.

Wie funktioniert der Shack-Hartmann Sensor?

Der Shack-Hartmann Sensor funktioniert nach dem Prinzip der Wellenfrontanalyse. Dabei wird das eintreffende Licht in viele kleine Teilstrahlen zerlegt, die jeweils von einer winzigen Photodiode erfasst werden. Aus den Positionen der einzelnen Photodioden kann die Form und die Ausrichtung der optischen Oberfläche berechnet werden.

Der Vorteil des Shack-Hartmann Sensors gegenüber anderen Messverfahren liegt darin, dass er auch für stark gekrümmte oder unregelmäßige Oberflächen geeignet ist. Außerdem kann er auch in Echtzeit arbeiten und liefert somit schnelle Messergebnisse.

Anwendungen des Shack-Hartmann Sensors

Der Shack-Hartmann Sensor findet Anwendung in verschiedenen Bereichen, wie zum Beispiel der Augenheilkunde, der Astronomie oder der Halbleiterproduktion. In der Augenheilkunde wird er unter anderem zur Vermessung des Auges verwendet, um zum Beispiel die richtige Linse für eine Operation auszuwählen.

In der Astronomie wird der Shack-Hartmann Sensor eingesetzt, um die Atmosphäre zu vermessen und die Bildqualität von Teleskopen zu verbessern. In der Halbleiterproduktion wird er verwendet, um die Qualität von optischen Komponenten zu überprüfen.

Beispiel: Der Shack-Hartmann Sensor in der Augenheilkunde

In der Augenheilkunde wird der Shack-Hartmann Sensor zur Vermessung des Auges verwendet. Dabei wird das Licht durch das Auge geschickt und von der Netzhaut reflektiert. Der Shack-Hartmann Sensor erfasst dann die Verzerrungen des Lichts und berechnet daraus die Form und die Ausrichtung des Auges.

Diese Messungen werden unter anderem für die Auswahl der richtigen Linse bei einer Operation zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten verwendet. Außerdem können mit dem Shack-Hartmann Sensor auch Krankheiten wie zum Beispiel das Keratokonus frühzeitig erkannt werden.