Aufbau und Charakterisierung eines Holografischen Wellenfrontsensors

Adaptive-Optik-Systeme beinhalten zwei wesentliche Komponenten: Einen Wellenfrontsensor (WFS) zur Bestimmung der atmosphärischen Einflüsse auf das zu detektierende (Laser-)Licht sowie ein Korrektursystem (meist ein deformierbarer Spiegel). Etablierte WFS, wie der Shack-Hartmann-Sensor (SHS), liefern zwar gute Ergebnisse, haben für einige Anwendungsgebiete aber eine unzureichende Messgeschwindigkeit. Oft sind nach der Detektion zeitintensives Auslesen des Detektors sowie aufwendiges Nachbearbeiten der aufgenommenen Signale nötig. Zudem limitiert auftretende Szintillation das Messergebnis deutlich. Eine vielversprechende Alternative ist der sogenannte Holographische Wellenfrontsensor (HWFS). Kern des Sensors ist ein holografisch erzeugtes Beugungsgitter als diffraktives optisches Element: Die Zerlegung der Wellenfront in ihre Zernike-Anteile ist hardwareseitig realisiert und erfolgt somit prinzipiell in Lichtgeschwindigkeit. Die Realisierung eines analogen HWFS wird gezeigt. Der Sensor wird charakterisiert und die optischen Eigenschaften sowie Limitierungen bestimmt. Von Besonderem Interesse sind hier Crosstalk-Effekte sowie die Sensorantwort bei Szintillation und Tip/Tilt.