宽视场角视网膜多目标肖克-哈特曼波前传感器设计与性能

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本文主要探讨了一种针对宽视场角(Field of View, FOV)视网膜的多目标Shack-Hartmann波前传感器(Multiple-object Shack–Hartmann Wavefront Sensor, MOSHWFS)的设计与应用。Shack-Hartmann波前传感器是一种广泛用于光学系统中,用于测量和校正光波前畸变的重要工具,尤其在高分辨率视觉应用如眼科的视觉矫正中发挥关键作用。 设计的关键在于如何在大面积视场上同时对多个目标进行精确的波前测量。作者提出的新设计旨在解决传统单目标Shack-Hartmann传感器在大FOV情况下可能出现的测量不准确的问题。通过模拟研究,他们发现MOSHWFS能够在6.7°的大视场内实现对多个目标的波前重建,即使在眼睛的最大像差情况下,测量误差也能控制在光波长(λ)的七分之一以下,即小于λ/7。这表明该传感器具有出色的稳定性和精度,对于复杂的视觉场景有显著优势。 实验结果进一步验证了这一设计的有效性,当在实际操作中处理两个目标时,测量误差甚至可以达到光波长的一半,即λ/14,这显示了MOSHWFS在宽视场条件下对复杂眼动引起的畸变检测能力的提升。这一设计对于视网膜成像、散光矫正以及可能的应用于虚拟现实或远程手术等领域的光学系统优化具有重要的实践价值。 这篇论文不仅提出了一个创新的MOSHWFS设计,还展示了其在眼科适应性光学中的应用潜力。它对于提高视网膜区域的波前测量精度,尤其是在大视场和多目标情况下,是一个重要的技术突破。随着光学技术的发展,这种传感器可能会在未来的视力矫正和视觉科学研究中发挥越来越重要的作用。