Abstract

The Shack–Hartmann wavefront sensor samples a beam of light using an array of lenslets, each of which creates an image onto a pixelated sensor. These images translate from their nominal position by a distance proportional to the average wavefront slope over the corresponding lenslet. This principle fails in partially and/or non-uniformly illuminated lenslets when the lenslet array is focused to maximize peak intensity, leading to image centroid bias. Here, we show that this bias is due to the low Fresnel number of the lenslets, which shifts the diffraction focus away from the geometrical focus. We then demonstrate how the geometrical focus can be empirically found by minimizing the bias in partially illuminated lenslets.

© 2019 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreement

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Centroid error due to non-uniform lenslet illumination in the Shack–Hartmann wavefront sensor

Vyas Akondi, Samuel Steven, and Alfredo Dubra
Opt. Lett. 44(17) 4167-4170 (2019)

Modified Shack–Hartmann wavefront sensor using an array of superresolution pupil filters

Susana Ríos and David López
Opt. Express 17(12) 9669-9679 (2009)

Calibration of a Shack–Hartmann wavefront sensor as an orthographic camera

J. Vargas, L. González-Fernandez, J. Antonio Quiroga, and T. Belenguer
Opt. Lett. 35(11) 1762-1764 (2010)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. V. Shack and B. C. Platt, J. Opt. Soc. Am. 61, 656 (1971).
  2. B. Dörband, H. Müller, and H. Gross, Handbook of Optical Systems, Volume 5: Metrology of Optical Components and Systems (Wiley, 2012), Vol. 5.
  3. P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
    [Crossref]
  4. B. M. Levine, E. A. Martinsen, A. Wirth, A. Jankevics, M. Toledo-Quinones, F. Landers, and T. L. Bruno, Appl. Opt. 37, 4553 (1998).
    [Crossref]
  5. M. J. Booth, Phil. Trans. R. Soc. A 365, 2829 (2007).
    [Crossref]
  6. S. W. Bahk, P. Rousseau, T. A. Planchon, V. Chvykov, G. Kalintchenko, A. Maksimchuk, G. A. Mourou, and V. Yanovsky, Opt. Lett. 29, 2837 (2004).
    [Crossref]
  7. A. Roorda, F. Romero-Borja, W. Donnelly Iii, H. Queener, T. Hebert, and M. Campbell, Opt. Express 10, 405 (2002).
    [Crossref]
  8. B. Hermann, E. J. Fernández, A. Unterhuber, H. Sattmann, A. F. Fercher, W. Drexler, P. M. Prieto, and P. Artal, Opt. Lett. 29, 2142 (2004).
    [Crossref]
  9. J. Rha, R. S. Jonnal, K. E. Thorn, J. Qu, Y. Zhang, and D. T. Miller, Opt. Express 14, 4552 (2006).
    [Crossref]
  10. M. Mrochen, M. Kaemmerer, and T. Seiler, J. Cataract Refractive Surg. 27, 201 (2001).
    [Crossref]
  11. S. Bara, J. Opt. Soc. Am. A 20, 2237 (2003).
    [Crossref]
  12. J. Liang, D. R. Williams, and D. Miller, J. Opt. Soc. Am. A 14, 2884 (1997).
    [Crossref]
  13. J. D. Mansell, J. Hennawi, E. K. Gustafson, M. M. Fejer, R. L. Byer, D. Clubley, S. Yoshida, and D. H. Reitze, Appl. Opt. 40, 366 (2001).
    [Crossref]
  14. C. Li, H. Xian, C. Rao, and W. Jiang, Opt. Lett. 31, 2821 (2006).
    [Crossref]
  15. M. Troy, G. Chanan, and J. Roberts, Proc. SPIE 7733, 77332C (2010).
    [Crossref]
  16. Y. Zhang, S. Poonja, and A. Roorda, Opt. Lett. 31, 1268 (2006).
    [Crossref]
  17. J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
    [Crossref]
  18. A. Dubra and Y. Sulai, Biomed. Opt. Express 2, 1757 (2011).
    [Crossref]
  19. K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
    [Crossref]
  20. D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
    [Crossref]
  21. D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
    [Crossref]
  22. D. X. Hammer, R. D. Ferguson, C. E. Bigelow, N. V. Iftimia, T. E. Ustun, and S. A. Burns, Opt. Express 14, 3354 (2006).
    [Crossref]
  23. W. Zou, X. Qi, and S. A. Burns, Biomed. Opt. Express 2, 1986 (2011).
    [Crossref]
  24. M. A. van Dam, D. Le Mignant, and B. A. Macintosh, Appl. Opt. 43, 5458 (2004).
    [Crossref]
  25. M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
    [Crossref]
  26. A. Mira-Agudelo, L. Lundström, and P. Artal, Ophthal. Physl. Opt. 29, 256 (2009).
    [Crossref]
  27. J. Tabernero and P. Artal, J. Cataract Refractive Surg. 38, 270 (2012).
    [Crossref]
  28. J. Pfund, N. Lindlein, and J. Schwider, Opt. Lett. 23, 995 (1998).
    [Crossref]
  29. J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, and J. F. Bille, J. Opt. Soc. Am. A 11, 1949 (1994).
    [Crossref]
  30. C. Schwarz, P. M. Prieto, E. J. Fernández, and P. Artal, Opt. Lett. 36, 4779 (2011).
    [Crossref]
  31. R. A. Applegate, I. I. I. W. J. Donnelly, J. D. Marsack, D. E. Koenig, and K. Pesudovs, J. Opt. Soc. Am. A 24, 578 (2007).
    [Crossref]
  32. H. Hofer, P. Artal, B. Singer, J. L. Aragón, and D. R. Williams, J. Opt. Soc. Am. A 18, 497 (2001).
    [Crossref]
  33. N. Doble, D. T. Miller, G. Yoon, and D. R. Williams, Appl. Opt. 46, 4501 (2007).
    [Crossref]
  34. E. J. Fernández, P. M. Prieto, and P. Artal, Opt. Lett. 34, 2628 (2009).
    [Crossref]
  35. G.-Y. Yoon, S. Pantanelli, and L. J. Nagy, J. Biomed. Opt. 11, 030502 (2006).
    [Crossref]
  36. V. F. Pamplona, A. Mohan, M. M. Oliveira, and R. Raskar, in ACM Transactions on Graphics (TOG) (ACM, 2010), p. 77.
  37. Y. Li and E. Wolf, J. Opt. Soc. Am. A 1, 801 (1984).
    [Crossref]
  38. Y. Li, J. Opt. Soc. Am. 72, 770 (1982).
    [Crossref]
  39. C. J. R. Sheppard and P. Török, J. Opt. Soc. Am. A 20, 2156 (2003).
    [Crossref]
  40. Y. Li, Optik 63, 207 (1983).
  41. W. H. Southwell, J. Opt. Soc. Am. 70, 998 (1980).
    [Crossref]

2015 (1)

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

2013 (2)

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

2012 (1)

J. Tabernero and P. Artal, J. Cataract Refractive Surg. 38, 270 (2012).
[Crossref]

2011 (3)

2010 (1)

M. Troy, G. Chanan, and J. Roberts, Proc. SPIE 7733, 77332C (2010).
[Crossref]

2009 (2)

A. Mira-Agudelo, L. Lundström, and P. Artal, Ophthal. Physl. Opt. 29, 256 (2009).
[Crossref]

E. J. Fernández, P. M. Prieto, and P. Artal, Opt. Lett. 34, 2628 (2009).
[Crossref]

2007 (3)

2006 (6)

Y. Zhang, S. Poonja, and A. Roorda, Opt. Lett. 31, 1268 (2006).
[Crossref]

D. X. Hammer, R. D. Ferguson, C. E. Bigelow, N. V. Iftimia, T. E. Ustun, and S. A. Burns, Opt. Express 14, 3354 (2006).
[Crossref]

J. Rha, R. S. Jonnal, K. E. Thorn, J. Qu, Y. Zhang, and D. T. Miller, Opt. Express 14, 4552 (2006).
[Crossref]

C. Li, H. Xian, C. Rao, and W. Jiang, Opt. Lett. 31, 2821 (2006).
[Crossref]

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

G.-Y. Yoon, S. Pantanelli, and L. J. Nagy, J. Biomed. Opt. 11, 030502 (2006).
[Crossref]

2004 (3)

2003 (2)

2002 (1)

2001 (3)

1998 (2)

1997 (2)

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

J. Liang, D. R. Williams, and D. Miller, J. Opt. Soc. Am. A 14, 2884 (1997).
[Crossref]

1995 (1)

J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
[Crossref]

1994 (1)

1984 (1)

1983 (1)

Y. Li, Optik 63, 207 (1983).

1982 (1)

1980 (1)

1971 (1)

R. V. Shack and B. C. Platt, J. Opt. Soc. Am. 61, 656 (1971).

Antonin, B.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Applegate, R. A.

Aragón, J. L.

Artal, P.

Bahk, S. W.

Baldwin, J. E.

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Baliunas, S. L.

J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
[Crossref]

Bara, S.

Betzig, E.

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Bigelow, C. E.

Bille, J. F.

Booth, M. J.

M. J. Booth, Phil. Trans. R. Soc. A 365, 2829 (2007).
[Crossref]

Bouchez, A. H.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Brandt, T.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Bruno, T. L.

Burns, S. A.

Byer, R. L.

Campbell, M.

Campbell, R. D.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Carr, M. A.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Chanan, G.

M. Troy, G. Chanan, and J. Roberts, Proc. SPIE 7733, 77332C (2010).
[Crossref]

Chin, J. C. Y.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Christoph, B.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Chvykov, V.

Clubley, D.

Contos, A. R.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Cox, G. C.

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Dan, M.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

David, H.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Dean, P.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Doble, N.

Donnelly, I. I. I. W. J.

Donnelly Iii, W.

Dörband, B.

B. Dörband, H. Müller, and H. Gross, Handbook of Optical Systems, Volume 5: Metrology of Optical Components and Systems (Wiley, 2012), Vol. 5.

Drexler, W.

Driscoll, D.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Dubra, A.

Ernest, C.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Fagan, R.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Fejer, M. M.

Fercher, A. F.

Ferguson, R. D.

Fernández, E. J.

Foster, A.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Galvin, M.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Goelz, S.

Grimm, B.

Groff, T. D.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Gross, H.

B. Dörband, H. Müller, and H. Gross, Handbook of Optical Systems, Volume 5: Metrology of Optical Components and Systems (Wiley, 2012), Vol. 5.

Gustafson, E. K.

Guyon, O.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Hammer, D. X.

Hartman, S. K.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Harvey, B. K.

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Hayashi, M.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Hebert, T.

Hennawi, J.

Hermann, B.

Hofer, H.

Iftimia, N. V.

Jankevics, A.

Janson, M.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Jeffry, Z.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Jennifer, M.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Jennifer, R.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Ji, N.

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Jiang, W.

Johansson, E. M.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

John, A.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

John, H.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Jonathan, T.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Jonnal, R. S.

Jovanovic, N.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Kaemmerer, M.

M. Mrochen, M. Kaemmerer, and T. Seiler, J. Cataract Refractive Surg. 27, 201 (2001).
[Crossref]

Kalintchenko, G.

Kasdin, N. J.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Knapp, G.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Koenig, D. E.

Lafon, R. E.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Landers, F.

Le Mignant, D.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

M. A. van Dam, D. Le Mignant, and B. A. Macintosh, Appl. Opt. 43, 5458 (2004).
[Crossref]

LeClerc, D.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Levine, B. M.

Lewis, H.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Li, C.

Li, Y.

Liang, J.

Lindlein, N.

Lundström, L.

A. Mira-Agudelo, L. Lundström, and P. Artal, Ophthal. Physl. Opt. 29, 256 (2009).
[Crossref]

Macintosh, B. A.

Mackay, C. D.

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Maksimchuk, A.

Mansell, J. D.

Marsack, J. D.

Martinache, F.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Martinsen, E. A.

McElwain, M. W.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

McKenna, D. L.

J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
[Crossref]

Miller, D.

Miller, D. T.

Mira-Agudelo, A.

A. Mira-Agudelo, L. Lundström, and P. Artal, Ophthal. Physl. Opt. 29, 256 (2009).
[Crossref]

Mitchell, T.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Mohan, A.

V. F. Pamplona, A. Mohan, M. M. Oliveira, and R. Raskar, in ACM Transactions on Graphics (TOG) (ACM, 2010), p. 77.

Mourou, G. A.

Mrochen, M.

M. Mrochen, M. Kaemmerer, and T. Seiler, J. Cataract Refractive Surg. 27, 201 (2001).
[Crossref]

Müller, H.

B. Dörband, H. Müller, and H. Gross, Handbook of Optical Systems, Volume 5: Metrology of Optical Components and Systems (Wiley, 2012), Vol. 5.

Nagy, L. J.

G.-Y. Yoon, S. Pantanelli, and L. J. Nagy, J. Biomed. Opt. 11, 030502 (2006).
[Crossref]

Oliveira, M. M.

V. F. Pamplona, A. Mohan, M. M. Oliveira, and R. Raskar, in ACM Transactions on Graphics (TOG) (ACM, 2010), p. 77.

Pamplona, V. F.

V. F. Pamplona, A. Mohan, M. M. Oliveira, and R. Raskar, in ACM Transactions on Graphics (TOG) (ACM, 2010), p. 77.

Pantanelli, S.

G.-Y. Yoon, S. Pantanelli, and L. J. Nagy, J. Biomed. Opt. 11, 030502 (2006).
[Crossref]

Pesudovs, K.

Peters-Limbach, M. A.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Pfund, J.

Planchon, T. A.

Platt, B. C.

R. V. Shack and B. C. Platt, J. Opt. Soc. Am. 61, 656 (1971).

Poonja, S.

Prieto, P. M.

Qi, X.

Qu, J.

Queener, H.

Rao, C.

Raskar, R.

V. F. Pamplona, A. Mohan, M. M. Oliveira, and R. Raskar, in ACM Transactions on Graphics (TOG) (ACM, 2010), p. 77.

Reitze, D. H.

Rha, J.

Richard, D.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Richie, C. T.

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Rick, B.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Roberts, J.

M. Troy, G. Chanan, and J. Roberts, Proc. SPIE 7733, 77332C (2010).
[Crossref]

Romero-Borja, F.

Roorda, A.

Rousseau, P.

Sattmann, H.

Schneider, T. G.

J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
[Crossref]

Schwarz, C.

Schwider, J.

Seiler, T.

M. Mrochen, M. Kaemmerer, and T. Seiler, J. Cataract Refractive Surg. 27, 201 (2001).
[Crossref]

Sergi, H.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Shack, R. V.

R. V. Shack and B. C. Platt, J. Opt. Soc. Am. 61, 656 (1971).

Shelton, J. C.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
[Crossref]

Sheppard, C. J. R.

Singer, B.

Southwell, W. H.

Stephen, G.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

St-Jacques, D.

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Stomski, P. J.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Sulai, Y.

Summers, D. M.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Sun, W.

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Tabernero, J.

J. Tabernero and P. Artal, J. Cataract Refractive Surg. 38, 270 (2012).
[Crossref]

Takato, N.

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Thang, T.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Thorn, K. E.

Toledo-Quinones, M.

Török, P.

Troy, M.

M. Troy, G. Chanan, and J. Roberts, Proc. SPIE 7733, 77332C (2010).
[Crossref]

Tuan, T.

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Unterhuber, A.

Ustun, T. E.

van Dam, M. A.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

M. A. van Dam, D. Le Mignant, and B. A. Macintosh, Appl. Opt. 43, 5458 (2004).
[Crossref]

Waldram, E. M.

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Wang, K.

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Williams, D. R.

Wilson, R. W.

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Wirth, A.

Wizinowich, P. L.

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Wolf, E.

Xian, H.

Yanovsky, V.

Yoon, G.

Yoon, G.-Y.

G.-Y. Yoon, S. Pantanelli, and L. J. Nagy, J. Biomed. Opt. 11, 030502 (2006).
[Crossref]

Yoshida, S.

Zhang, Y.

Zou, W.

Appl. Opt. (4)

Astrophys. J. (1)

D. Richard, R. Jennifer, B. Rick, B. Antonin, T. Tuan, B. Christoph, G. Stephen, H. David, A. John, T. Thang, Z. Jeffry, J. C. Shelton, P. Dean, H. John, C. Ernest, T. Mitchell, M. Dan, T. Jonathan, H. Sergi, and M. Jennifer, Astrophys. J. 776, 130 (2013).
[Crossref]

Biomed. Opt. Express (2)

J. Biomed. Opt. (1)

G.-Y. Yoon, S. Pantanelli, and L. J. Nagy, J. Biomed. Opt. 11, 030502 (2006).
[Crossref]

J. Cataract Refractive Surg. (2)

J. Tabernero and P. Artal, J. Cataract Refractive Surg. 38, 270 (2012).
[Crossref]

M. Mrochen, M. Kaemmerer, and T. Seiler, J. Cataract Refractive Surg. 27, 201 (2001).
[Crossref]

J. Opt. Soc. Am. (3)

J. Opt. Soc. Am. A (7)

Mon. Not. R. Astron. Soc. (1)

D. St-Jacques, G. C. Cox, J. E. Baldwin, C. D. Mackay, E. M. Waldram, and R. W. Wilson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 290, 66 (1997).
[Crossref]

Nat. Commun. (1)

K. Wang, W. Sun, C. T. Richie, B. K. Harvey, E. Betzig, and N. Ji, Nat. Commun. 6, 7276 (2015).
[Crossref]

Ophthal. Physl. Opt. (1)

A. Mira-Agudelo, L. Lundström, and P. Artal, Ophthal. Physl. Opt. 29, 256 (2009).
[Crossref]

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (7)

Optik (1)

Y. Li, Optik 63, 207 (1983).

Phil. Trans. R. Soc. A (1)

M. J. Booth, Phil. Trans. R. Soc. A 365, 2829 (2007).
[Crossref]

Proc. SPIE (3)

M. Troy, G. Chanan, and J. Roberts, Proc. SPIE 7733, 77332C (2010).
[Crossref]

J. C. Shelton, T. G. Schneider, D. L. McKenna, and S. L. Baliunas, Proc. SPIE 2534, 72 (1995).
[Crossref]

M. A. Peters-Limbach, T. D. Groff, N. J. Kasdin, D. Driscoll, M. Galvin, A. Foster, M. A. Carr, D. LeClerc, R. Fagan, M. W. McElwain, G. Knapp, T. Brandt, M. Janson, O. Guyon, N. Jovanovic, F. Martinache, M. Hayashi, and N. Takato, Proc. SPIE 8864, 88641N (2013).
[Crossref]

Publ. Astron. Soc. Pac. (1)

P. L. Wizinowich, D. Le Mignant, A. H. Bouchez, R. D. Campbell, J. C. Y. Chin, A. R. Contos, M. A. van Dam, S. K. Hartman, E. M. Johansson, R. E. Lafon, H. Lewis, P. J. Stomski, and D. M. Summers, Publ. Astron. Soc. Pac. 118, 297 (2006).
[Crossref]

Other (2)

B. Dörband, H. Müller, and H. Gross, Handbook of Optical Systems, Volume 5: Metrology of Optical Components and Systems (Wiley, 2012), Vol. 5.

V. F. Pamplona, A. Mohan, M. M. Oliveira, and R. Raskar, in ACM Transactions on Graphics (TOG) (ACM, 2010), p. 77.

Supplementary Material (1)

NameDescription
» Visualization 1       A sequence of Shack-Hartmann wavefront sensor images captured at the geometrical focus (left), and diffraction focus (right).

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (6)

Fig. 1.
Fig. 1. Geometrical SHWS principle: the transverse centroid ( x and y components) position ρ c ( z ) of the image formed by a lenslet of focal length f on a pixelated sensor P is proportional to the slope, α , of the incident wavefront W .
Fig. 2.
Fig. 2. Experimental setup for source collimation and SHWS pixelated sensor focusing, in which f 1 = 250 mm , f 2 = 150 mm , f lenslet = 6.5 mm , and lenslet width is 203 μm. Here, the gray dashed rays indicate optical conjugation between the iris and the lenslet array.
Fig. 3.
Fig. 3. Sequence of SHWS images captured with the experimental setup in Fig. 2 while the iris is closing and with the pixelated detector at the geometrical focus (left) and diffraction focus (right) of the lenslet array (see Visualization 1). The blue arrows show the spot displacements from their nominal position, magnified 20 times for display purposes. The displacements of outermost spots, which correspond to partially illuminated lenslets, are substantially larger at the diffraction focus.
Fig. 4.
Fig. 4. SHWS spot displacements from two image sequences captured using the experimental setup in Fig. 2 while the iris is being closed, as a function of spot peak intensity (see Visualization 1).
Fig. 5.
Fig. 5. Magnified SHWS images with the pixelated detector at the lenslet array diffraction and geometrical foci, displayed in a logarithmic intensity scale. Note that the spots from partially illuminated lenslets exhibit not only lower peak intensity, but also a clear radial diffraction “tail.” The lower panel shows the calculated image intensity [40] on a meridional plane for a single uniformly illuminated lenslet with a circular aperture, in which the point of maximal intensity (diffraction focus) is shifted toward the lenslet (left) from the geometrical focus. The dashed lines in this panel show the geometrical cone for reference.
Fig. 6.
Fig. 6. Wavefront RMS in waves for all 60 frames of the Visualization 1 video calculated including (left) and excluding (right) partially illuminated lenslets. The red shaded regions represent wavefront RMS greater than the diffraction limit ( λ / 14 ) of Marechal’s criterion.

Equations (3)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ρ c ( z ) = z f ρ c ( f ) + ( f + z ) I ( r ) W ( r ) d 2 r I ( r ) d 2 r .
ρ c ( z ) = ( f + z ) W ( r ) d 2 r d 2 r .
Δ f f 12 ( 1 + 1 8 F 2 ) π 2 N 2 { 1 exp [ π 2 N 2 [ 12 ( 1 + 1 8 F 2 ) ] 1 [ 1 + N ( 1 1 16 F 2 ) ] ] } ,

Metrics