Конструкция гибридной решетки со случайным кодированием для четырехволнового интерферометрического обнаружения волнового фронта поперечного сдвига

Поперечное сдвиговое взаимодействиетехнология использует сам волновой фронт для проведения дислокационной интерференции, чтобы добиться прямого измерения фазы волнового фронта, поскольку она использует общую систему каналов, без опорного луча, поэтому интерференционная полоса стабильна, имеет сильную противоинтерференционную способность, Простая конструкция прибора, может использоваться для определения качества луча короткой длины когерентности. Основываясь на вышеперечисленных преимуществах, метод интерферометрии поперечного сдвига обычно используется при контроле и измерении оптических материалов и компонентов, определении свойств и параметров луча, калибровке, проверке и оценке оптических систем.

Традиционный интерферометр поперечного сдвига использует пластину или призму в качестве разделителя волнового фронта и требует двух оптических систем для создания абсолютно ортогональной интерферограммы поперечного сдвига вдоль направлений x и y, а структура системы относительно сложна. Крестовая решеткаинтерферометр поперечного сдвигаиспользует двумерную перекрестную решетку в качестве разделяющего элемента, который может преломлять одновременно в направлении x и y и производить дифрагированный свет разных порядков. Затем окно выбора порядка выбирает дифрагированный свет так, чтобы проходил только свет ±1 в направлениях x и y, а другие порядки блокировались. Наконец, сдвиговая интерференция происходит между четырьмя лучами света через окно выбора порядка. Хотя интерферометр поперечного сдвига с перекрестной решеткой может напрямую получать интерферограмму сдвига в двух ортогональных направлениях для реализации обнаружения переходного волнового фронта в реальном времени, существование иерархического окна выбора приводит к сложной структуре настройки системы. В процессе настройки прибора необходимо следить за тем, чтобы через окно проходил только свет 1 уровня по направлениям x и y, а остальные уровни были полностью перекрыты. Поэтому точность механизма регулировки инструмента высока, а регулировка затруднена. Более того, размер окна выбора порядка будет влиять на диапазон искажений волнового фронта, который можно измерить. Кроме того, положение и размер окна выбора порядка также будут влиять на интерференцию поперечного сдвига между четырьмя лучами, тем самым снижая точность обнаружения переходного волнового фронта. Теперь обычный четырехволновой интерферометр поперечного сдвига использует модифицированный шаблон Хартмана (MHM) в качестве расщепляющего элемента, и информация о фазе детектируемого волнового фронта может быть получена без окна выбора порядка. Спектральный элемент MHM состоит из шахматной фазовой и амплитудной решеток. Период фазовой решетки в два раза превышает период амплитудной решетки, а рабочий цикл амплитудной решетки составляет 2:3. Свет четного порядка и дифракционный свет ± 3-го порядка в дифракционном световом поле MHM можно хорошо устранить. Однако дифракционный свет ±5, ±7, ±11 и других высоких порядков все еще существует и влияет на интерференцию поперечного сдвига между ±1 порядком, что приводит к очевидной разнице в контрасте интерферограмм в разных положениях наблюдения. Следовательно, обнаружение волнового фронта может осуществляться только на ограниченном расстоянии Табора и его целочисленном кратном, что ограничивает выбор скорости сдвига.

Автор предлагаетчетырехволновой интерференционный фронт поперечного сдвигасистема обнаружения на основе смешанной решетки со случайным кодированием и проводит углубленное исследование смешанной решетки со случайным кодированием, знакомит с принципом конструкции и методом кодирования смешанной решетки со случайным кодированием и сравнивает ее распределение дифракционного светового поля Фраунгофера с MHM и фазовой решеткой. Обнаружено, что в дифракционном поле случайно-кодированной гибридной решетки существуют только четыре порядка. На основе уравнения решетки и геометрического соотношения анализируются и определяются параметры системы, такие как апертура падающего луча, расстояние решетки и расстояние наблюдения. Распределение пятен в дальней зоне и четырехволновая интерферограмма поперечного сдвига случайной кодированной смешанной решетки и MHM, полученные экспериментальным путем, приведены соответственно, что показывает очевидное преимущество случайно-кодированной смешанной решетки в четырехволновой интерферограмме поперечного сдвига.