哈特曼波前传感由微透镜阵列和探测器组成，其测量精度受限于微透镜尺寸，而探测器记录焦斑的像素稀疏，其看似缺点却为更高精度的哈特曼波前传感提供了一个改进空间。课题组在前期标准太极光子筛基础上成功构造了产生多焦斑的自干涉太极光子筛，以此作为阵列透镜的子单元，使得子透镜在探测器上投影区内的原有单焦斑演化为多焦斑，扩展利用了探测器像素。实验结果表明，测量精度随着焦斑数目的增加而提升，其精度提升的理论值为焦斑数目的开平方。这一思想为其他波前传感测量精度的提升或超分辨测量提供了良好的借鉴意义。
该项研究得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会和中科院战略性先导科技专项的支持。
图1 像差小于一个波长的哈特曼波前传感的对比实验结果 (a-c)焦斑阵列，(d-f)重构波前，(g-i)残差
图2 像差大于一个波长的哈特曼波前传感的对比实验结果 (a-c)焦斑阵列，(d-f)重构波前，(g-i)残差
研究团队单位：上海光学精密机械研究所