Η παρούσα εργασία είχε ως σκοπό τη σχεδίαση και την κατασκευή ενός HARTMANN-SHACK αισθητήρα μετώπου κύματος με δυο μεγεθύνσεις κόρης. Για τον καθορισμό των οπτικών μέσων που χρησιμοποιήσαμε έγινε μελέτη του οπτικού συστήματος με γεωμετρική οπτική και επεξεργασία των αποτελεσμάτων με κατάλληλο λογισμικό. Ακολούθησε η κατασκευή του εκτροπόμετρου και ελήφθησαν μετρήσεις για τον προσδιορισμό των εκτροπών του οπτικού συστήματος και το προσδιορισμό των παραμέτρων της ψηφιακής κάμερας που επηρεάζουν τις μετρήσεις. Η εκτροπή μετώπου κύματος μπορεί να περιγράφει από μια συνάρτηση που προσεγγίζει την επιφάνεια του εκτρεπόμενου μετώπου. Ο υπολογισμός της γίνεται από την απόκλιση που παρουσιάζεται στα σημεία εστίασης του εκτρεπόμενου κύματος σε σχέση με τα σημεία εστίασης ενός ιδανικού μετώπου χωρίς εκτροπές. Επειδή τα σημεία εστίασης είναι περιθλώμενες κηλιδες είναι αναγκαίος ο καθορισμός σε κάθε κηλίδα του σημείου με την μέγιστη φωτεινότητας ( κεντροειδή ). Οι μαθηματικές συναρτήσεις που χρησιμοποιούνται συνήθως και αποδίδουν με ικανοποιητικά μεγάλη ακρίβεια τις εκτροπές ενός κύματος είναι τα πολυώνυμα Zernike. Για την περιγραφή των εκτροπών με τα πολυώνυμα Zernike είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των συντελεστών των πολυωνύμων. Για τον σκοπό αυτό δημιουργήσαμε πρόγραμμα (γραμμένο σε MATLAB) και επεξεργασθήκαμε τις μετρήσεις. Τα αποτελέσματα μας έδωσαν την μορφή του μετώπου κύματος καθώς και βαθμονόμηση της κάμερας που χρησιμοποιήθηκε.
(EL)
The aim of the present work was the designing and the manufacture of a HARTMANN-SHACK wavefront sensor - analyser with two different magnifications for the eyes pupil. To determinate the optical means that were used it was firstly done a study of the optical system with geometrical optics and an analysis of the results using an appropriate software followed. After that the aberrometer was constructed and used for taking measurements of the aberrations of the optical system and the determination of the parameters of the digital camera that were affecting the measurements. The aberration of the wavefront can be described by a function that approaches the shape of the surface of the aberrated wavefront. The reconstruction of the function is done by the deviance that is reported at the focal points of the aberrated wavefront in accordance to the focal points of an ideal wavefront that has no aberrations. Because of the fact that the focal points appear like diffractive spots it is necessary to determinate the point that has the highest brightness for every spot (central points). The mathematical functions that are usually used for this purpose and indeed have a good performance in approaching with precision the aberrations of the wavefront are the Zernike polynomials. To describe the aberrations with this polynomials it is essential to determine the coefficients of the polynomials. For this purpose we have constructed an algorithm (in MATLAB) and we have used it to analyze the experimental data. Our results were used for reconstruction of the wavefront as well as the calibration of the parameters of the digital camera that was used.
(EN)
University of Crete
