位相は光波の状態を表す重要なパラメータですが、直接観察することはできません。本論文はハートマン検出器の波面高速検出機能に基づき、光波の位相三次元表示方法を研究し、位相三次元表示システムを開発しました。まず、Zemaxソフトウェアを用いてシステムの光源やコリメートレンズなどの光学パラメータを最適設計し、次にモード法波面再構成理論に基づき、検出されたゼルニケ多項式のデフォーカス量および乱視項係数により、3種類の異なるレンズの位相三次元表示を実現し、対応する屈折度の測定方法を示しました。最後に実験により光波位相の三次元表示と屈折度測定の有効性を検証し、-2.00Dの近視レンズの測定値は-2.07D、1.00Dの遠視レンズの測定値は0.91D、0.50Dの乱視レンズの測定値は0.56Dでした。実験結果は、本システムが屈折矯正レンズの屈折度を比較的正確に測定し、位相の三次元表示を実現できることを示しています。本論文で設計したハートマン検出器に基づく位相三次元表示方法は、より良い環境適応能力を有し、研究者が光の位相分布を直観的に観察しやすくなっています。

ハートマン検出器;光波位相;三次元表示;屈折異常