Auswirkungen von Pupillenaberrationen bei Wellenfrontmanipulation

Adaptive Elemente, zum Beispiel deformierbare Spiegel, werden seit einigen Jahren eingesetzt, um Wellenfrontfehler aktiv zu korrigieren. Derartige Bauelemente werden meist in einer konjugierten Pupillenebene benutzt. Im Optikdesign solcher Systeme tritt daher stets die Frage auf, welcher Korrekturzustand für die Pupillenabbildung benötigt wird. Der Beitrag bietet eine systematische und quantitative Analyse des Einflusses von Pupillenaberrationen auf die Wellenfrontfehler im o.g. Anwendungsfall. Für den in der Praxis häufig auftretenden Fall von rotationssymmetrischen Korrekturen – zur Fokussierung oder zur Kompensation von sphärischer Aberration – werden analytische Ausdrücke für die jeweils induzierten Aberrationstypen hergeleitet, inklusive deren Pupillen- und Feldverlauf. Die Ergebnisse hängen sowohl vom konkreten Phasenprofil der Wellenfrontmanipulation als auch von der spezifischen Art der Pupillenaberration ab. Die Theorie wird anhand eines einfachen Designbeispiels erläutert und bestätigt. Mithilfe der Ergebnisse lässt sich zum Beispiel der zulässige Anteil der Pupillenaberrationen im Design quantifizieren oder im Sinne einer Toleranzrechnung budgetieren.