歷史
哈特曼屏光線進(jìn)入衍射屏，或者人眼，就會成像；一般情況下，一束平行光的波前應(yīng)當(dāng)是一個平面，而當(dāng)光線產(chǎn)生了像差，表面就不再平整，而是在局部呈現(xiàn)出不同的梯度，當(dāng)我們確定了各點的梯度，也就相應(yīng)的確定了光束波前的形狀，并能以此確定如何校正波前，消除像差。
哈特曼屏是一種特殊的光闌，通過以一定規(guī)律排布的孔控制不同位置的光線透過，最終以不同的斜率入射到接收屏上，從而可以反推這個位置的光線波前。
一種哈特曼屏但是這樣做也有一個問題，就是光闌阻擋了大部分的能量，使得最后的光斑不易被測量，所以我們進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。
夏克的改進(jìn)夏克（Roland.V.Shack）是亞利桑那大學(xué)的一名教授，他對哈特曼的改進(jìn)在于用微透鏡陣列代替了傳統(tǒng)的哈特曼屏，從而使得能量更加集中。
此圖片是用百度搜出來的，搜回自己人了@王凱楠基本原理
Shack-Hartmann波前傳感技術(shù)通過摸擬幾何光學(xué)光線追跡的方法反算波前梯度信息，并以此重構(gòu)實際波前。
Φ/=(?)/Φ/ =(? _ )/
為了確定光斑分布，我們需要引入獨立子孔徑模型概念：每個子孔徑的光線移動都是獨立的，互不干擾。從而使得我們可以確定光斑具體位置。當(dāng)然，考慮光斑本身有一定面積，我們需要精確的計算光斑中心，引入光斑質(zhì)心的概念：類比質(zhì)心，我們用如下方式定義光路質(zhì)心。
一維時的情況，當(dāng)然可以拓展SH波前探測器的核心器件是微透鏡陣列以及相應(yīng)的CCD，主要性能由動態(tài)范圍，分辨率和靈敏度表征。
Shack-Hartmann波前傳感器結(jié)構(gòu)動態(tài)范圍：由于我們需要對CCD上的光斑位置進(jìn)行追蹤，就要求我們區(qū)分不同的光斑，光斑能夠在CCD上移動的范圍稱為動態(tài)范圍。動態(tài)范圍越大，表明SH探測器能夠探測更大的畸變。
W1=(/2+/)/W1 = ( /2 + / ) /
分辨率：分辨率表征了最小能夠區(qū)分的移動量，由器件本身性能限制。
靈敏度：從簡單的幾何關(guān)系，我們可以導(dǎo)出靈敏度和CCD與微透鏡陣列之間的距離有關(guān)，跟動態(tài)范圍的趨勢正好相反。
（）（）W2=（?/）?（/）W2 = （? / ）*（ / ）
我們可以看出W1和W2不能同時做到比較好，一般需要做一個取舍或者平衡。
現(xiàn)存的問題以及改進(jìn)
我們通過上面一節(jié)已經(jīng)知道動態(tài)范圍的增大一般的會帶來靈敏度的降低，為了解決這個問題，我們介紹這幾種比較有代表性的解決方法。
全息透鏡陣列根據(jù)傅里葉光學(xué)，我們知道透鏡是一種空域轉(zhuǎn)頻域的器件，同時也是一種低通濾波器，通過設(shè)計透鏡的結(jié)構(gòu)，我們可以在焦面上得到代表此孔徑透過光線的特殊形狀。如果我們?yōu)槊總€微透鏡設(shè)計一種獨特的結(jié)構(gòu)，就能夠擴(kuò)大動態(tài)范圍足夠大。
全息透鏡陣列在SH傳感器中的應(yīng)用激光掃描技術(shù)如果一次多個光線位置會產(chǎn)生混淆，我們可以每次少掃描，用時間換空間，不停地用單個透鏡去掃描，得到多個結(jié)果組合起來，就相當(dāng)于一次標(biāo)準(zhǔn)的SH探測。
用激光樣品進(jìn)行掃描液晶調(diào)制液晶可以調(diào)整透鏡厚度和焦距，從而可以提前探測出光斑移動不大和特別大的位置，然后可以對后者進(jìn)行單獨的探測。
LCD方法進(jìn)行范圍調(diào)制總結(jié)和展望
SH是一種高效的波前畸變探測方式，使用條件廣，但是受制于響應(yīng)速度，現(xiàn)在主要應(yīng)用于靜態(tài)的探測中。
Yusuke Saita, Hironobu Shinto, and Takanori Nomura, "Holographic Shack–Hartmann wavefront sensor based on the correlation peak displacement detection method for wavefront sensing with large dynamic range," Optica 2, 411-415 (2015)Hongfeng Xu and Jigang Wu, "Extended-aperture Hartmann wavefront sensor with raster scanning," Opt. Express 29, 34229-34242 (2021)Fanpeng Kong, Manuel Cegarra Polo, and Andrew Lambert, "Centroid estimation for a Shack–Hartmann wavefront sensor based on stream processing," Appl. Opt. 56, 6466-6475 (2017)
