Фаза является важным параметром для описания состояния световой волны, но её нельзя наблюдать напрямую. В данной статье на основе функции быстрого обнаружения волнового фронта детектора Хартмана исследован метод трехмерного отображения фазы световой волны и разработана система трехмерного отображения фазы. Во-первых, с помощью программного обеспечения Zemax была оптимизирована оптическая система, включая источник света и коллимирующую линзу; затем на основе теории реконструкции волнового фронта методом мод, с учетом коэффициентов дефокусировки и астигматизма по многочленам Цернике, было реализовано трехмерное отображение фазы для трех различных типов линз, а также предложен соответствующий метод измерения рефракционной способности; наконец, эксперименты подтвердили эффективность трехмерного отображения фазы световой волны и измерения рефракции: измеренное значение для минус 2.00 диоптрийной близорукой линзы составило -2.07 D, для плюс 1.00 диоптрийной дальнозоркой линзы — 0.91 D, для 0.50 диоптрийной астигматической линзы — 0.56 D. Результаты показывают, что система может достаточно точно измерять рефракционную силу очков коррекции зрения и реализовывать трехмерное отображение фазы. Разработанный в статье метод трехмерного отображения фазы на основе детектора Хартмана обладает улучшенной адаптивностью к окружающей среде и облегчает исследователям интуитивное наблюдение распределения фазы света.

Детектор Хартмана;Фаза световой волны;Трехмерное отображение;Рефракционные аномалии