Die Phase ist ein wichtiger Parameter zur Beschreibung des Zustands einer Lichtwelle, kann jedoch nicht direkt beobachtet werden. Dieser Artikel basiert auf der schnellen Frontdetektionsfunktion des Hartmann-Detektors, untersucht eine Methode zur dreidimensionalen Darstellung der Phasen von Lichtwellen und entwickelt ein dreidimensionales Phasendarstellungssystem. Zunächst wurden optische Systemparameter wie Lichtquelle und Kollimatorlinse mit der Software Zemax optimiert; anschließend wurde basierend auf der Wellenvorderflächenrekonstruktionstheorie mittels Modusmethode und unter Berücksichtigung der defokussierten und astigmatischen Koeffizienten der Zernike-Polynome die dreidimensionale Phasendarstellung von drei verschiedenen Linsentypen realisiert und eine entsprechende Methode zur Messung der Brechkraft vorgestellt; schließlich bestätigten Experimente die Wirksamkeit der dreidimensionalen Phasendarstellung und Brechkraftmessung der Lichtwelle, wobei der gemessene Wert für eine kurzsichtige Linse von -2,00 D bei -2,07 D lag, für eine weitsichtige Linse von 1,00 D bei 0,91 D und für eine astigmatische Linse von 0,50 D bei 0,56 D. Die Ergebnisse zeigen, dass dieses System die Brechkraft von Refraktionskorrekturgläsern relativ genau messen und die dreidimensionale Phasendarstellung realisieren kann. Die in diesem Artikel entwickelte Methode der dreidimensionalen Phasendarstellung basierend auf dem Hartmann-Detektor weist eine bessere Umweltanpassungsfähigkeit auf und erleichtert Forschern die intuitive Beobachtung der Phasenverteilung des Lichts.

Hartmann-Detektor;Lichtwellenphase;Dreidimensionale Darstellung;Refraktionsfehler