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Datei:Shack-Hartmann.gif

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aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Shack-Hartmann.gif (480 × 407 Pixel, Dateigröße: 3,19 MB, MIME-Typ: image/gif, Endlosschleife, 110 Bilder, 11 s)

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Beschreibung

Beschreibung
English: A Shack-Hartmann sensor is made my an array of small lenses and a camera. If the light hitting the lenses is collimated, we will get a number of equispaced foci on the camera. But if the light is not collimated, the position of the foci will change in a predictable way, so we can reconstruct where the ray were coming from.
Datum
Quelle https://mathstodon.xyz/@j_bertolotti/114557956224616668
Urheber Clodovendro
Genehmigung
(Weiternutzung dieser Datei)		 https://mathstodon.xyz/@j_bertolotti/114533575175127912

Mathematica 14.0 code

rlens = 1; nlens = 10; f = 2;
lensy = Table[y, {y, -(nlens - 1)/2, (nlens - 1)/2, 2*rlens}];
rspacing = 0.2; (*tentative value*)
radii = Table[r, {r, -rlens + rspacing/2, rlens, rspacing}];
nrays = Dimensions[radii][[1]]*Dimensions[lensy][[1]];
frames1 = Table[
   \[Theta]in = 
    Table[\[Pi]/50*Sin[\[Pi]/2 t]^2, {r, radii}, {y, lensy}];
   Graphics[{
     Thick, Yellow, 
     Table[Line[{10 {-Cos[\[Theta]in[[r, y]]], 
           Sin[\[Theta]in[[r, y]]]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}, {0, 
         radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}],
     Table[
      Line[{{0, radii[[r]] + lensy[[y]]}, 
        10 {Cos[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/
             f], -Sin[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/f]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}]
     ,
     Gray, Table[Ellipsoid[{0, y}, {0.2, rlens}], {y, lensy}]
     }, PlotRange -> {{-10, 1.5 f}, {-(nlens/2)*rlens - 1, 
       nlens/2*rlens}}, Background -> Black]
   , {t, 0, 1, 0.1}];
frames2 = Table[
   \[Theta]in = 
    Table[-(\[Pi]/50)*Sin[\[Pi]/2 t]^2, {r, radii}, {y, lensy}];
   Graphics[{
     Thick, Yellow, 
     Table[Line[{10 {-Cos[\[Theta]in[[r, y]]], 
           Sin[\[Theta]in[[r, y]]]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}, {0, 
         radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}],
     Table[
      Line[{{0, radii[[r]] + lensy[[y]]}, 
        10 {Cos[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/
             f], -Sin[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/f]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}]
     ,
     Gray, Table[Ellipsoid[{0, y}, {0.2, rlens}], {y, lensy}]
     }, PlotRange -> {{-10, 1.5 f}, {-(nlens/2)*rlens - 1, 
       nlens/2*rlens}}, Background -> Black]
   , {t, 0, 1, 0.1}];
frames3 = Table[
   \[Theta]in = 
    Table[(r + y)/50*Sin[\[Pi]/2 t]^2, {r, radii}, {y, lensy}];
   Graphics[{
     Thick, Yellow, 
     Table[Line[{10 {-Cos[\[Theta]in[[r, y]]], 
           Sin[\[Theta]in[[r, y]]]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}, {0, 
         radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}],
     Table[
      Line[{{0, radii[[r]] + lensy[[y]]}, 
        10 {Cos[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/
             f], -Sin[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/f]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}]
     ,
     Gray, Table[Ellipsoid[{0, y}, {0.2, rlens}], {y, lensy}]
     }, PlotRange -> {{-10, 1.5 f}, {-(nlens/2)*rlens - 1, 
       nlens/2*rlens}}, Background -> Black]
   , {t, 0, 1, 0.1}];
frames4 = Table[
   \[Theta]in = 
    Table[-((r + y)/50)*Sin[\[Pi]/2 t]^2, {r, radii}, {y, lensy}];
   Graphics[{
     Thick, Yellow, 
     Table[Line[{10 {-Cos[\[Theta]in[[r, y]]], 
           Sin[\[Theta]in[[r, y]]]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}, {0, 
         radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}],
     Table[
      Line[{{0, radii[[r]] + lensy[[y]]}, 
        10 {Cos[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/
             f], -Sin[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/f]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}]
     ,
     Gray, Table[Ellipsoid[{0, y}, {0.2, rlens}], {y, lensy}]
     }, PlotRange -> {{-10, 1.5 f}, {-(nlens/2)*rlens - 1, 
       nlens/2*rlens}}, Background -> Black]
   , {t, 0, 1, 0.1}];
frames5 = Table[
   \[Theta]in = 
    Table[Sin[2 (r + y)]/25*Sin[\[Pi]/2 t]^2, {r, radii}, {y, 
      lensy}];
   Graphics[{
     Thick, Yellow, 
     Table[Line[{10 {-Cos[\[Theta]in[[r, y]]], 
           Sin[\[Theta]in[[r, y]]]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}, {0, 
         radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}],
     Table[
      Line[{{0, radii[[r]] + lensy[[y]]}, 
        10 {Cos[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/
             f], -Sin[\[Theta]in[[r, y]] + radii[[r]]/f]} + {0, 
          radii[[r]] + lensy[[y]]}}], {r, 1, 
       Dimensions[radii][[1]]}, {y, 1, Dimensions[lensy][[1]]}]
     ,
     Gray, Table[Ellipsoid[{0, y}, {0.2, rlens}], {y, lensy}]
     }, PlotRange -> {{-10, 1.5 f}, {-(nlens/2)*rlens - 1, 
       nlens/2*rlens}}, Background -> Black]
   , {t, 0, 1, 0.1}];
ListAnimate[
 Join[frames1, Reverse@frames1, frames2, Reverse@frames2, frames3, Reverse@frames3, frames4, Reverse@frames4, frames5, 
  Reverse@frames5] ]

Lizenz

Ich, der Urheber dieses Werkes, veröffentliche es unter der folgenden Lizenz:
Creative Commons CC-Zero Diese Datei wird unter der Creative-Commons-Lizenz CC0 1.0 Verzicht auf das Copyright zur Verfügung gestellt.
Die Person, die das Werk mit diesem Dokument verbunden hat, übergibt dieses weltweit der Gemeinfreiheit, indem sie alle Urheberrechte und damit verbundenen weiteren Rechte – im Rahmen der jeweils geltenden gesetzlichen Bestimmungen – aufgibt. Das Werk kann – selbst für kommerzielle Zwecke – kopiert, modifiziert und weiterverteilt werden, ohne hierfür um Erlaubnis bitten zu müssen.

Kurzbeschreibungen

Ergänze eine einzeilige Erklärung, was diese Datei darstellt.
A ray-optics diagram of the basic working principle of a Shack-Hartmann sensor

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