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Un réseau de microlentilles assure la segmentation de la pupille en sous-pupilles. En l'absence de déformation du front d'onde, à chaque sous-pupille correspond une image centrée sur l'axe optique de la microlentille. La déformation du plan d'onde par la turbulence, et son inclinaison locale au niveau de chaque sous-pupilles, est directement retranscrite en un déplacement de l'image sous-pupillaire.
L'analyse de ces déplacements permet de remonter à la déformation du front d'onde, et se voit traduite en termes correctifs à apporter au miroir déformable.
Sur 4 quadrants, l'analyse de Shack-Hartmann permet de mettre en évidence les défauts les plus simples :
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