Patente de invenção para sensor de frente de onda de taxa de cisalhamento variável baseado em grade híbrida codificada aleatoriamente （1）

Campo técnico

A presente invenção refere-se a uma taxa de cisalhamento variávelsensor de frente de ondabaseado em grade híbrida codificada aleatoriamente, envolvendo principalmente o campo de detecção óptica de frente de onda e detecção quantitativa de fase.

Tecnologia de fundo

A tecnologia de cisalhamento lateral é baseada no princípio da interferência de cisalhamento de caminho comum. Não requer um caminho óptico de referência adicional, possui forte capacidade anti-interferência, bom efeito de isolamento sísmico e alta estabilidade. Ele pode alcançar detecção de alta precisão em um ambiente de detecção geral e é adequado para a medição de aberrações do sistema óptico, formas de superfície esféricas e asféricas e informações biológicas da fase celular.

O interferômetro de cisalhamento lateral tradicional precisa coletar dois padrões de interferência de cisalhamento lateral estritamente ortogonais para reconstruir a frente de onda original. A estrutura do caminho óptico envolvida é relativamente complexa e o processo de ajuste é complicado, o que não conduz à instrumentação e à detecção universal. O interferômetro de cisalhamento lateral de quatro frentes de onda pode usar uma única imagem para obter padrões de interferência de cisalhamento em duas direções ortogonais, o que pode simplificar bastante a estrutura do caminho óptico, reduzir o tamanho do instrumento, reduzir bastante a dificuldade de operação de medição e facilitar a integração e instrumentação. Devido às características do caminho comum das quatro frentes de onda, as franjas de interferência são extremamente estáveis, o que é mais propício à detecção em um ambiente geral. A chave e a dificuldade do interferômetro de cisalhamento lateral de quatro frentes de onda reside no projeto da grade que produz quatro subfrentes de onda.

O existentequatro frentes de ondaOs interferômetros de cisalhamento lateral incluem o interferômetro de cisalhamento lateral de grade cruzada, o interferômetro de cisalhamento lateral (MHM) modelo Hartmann aprimorado e a grade híbrida codificada aleatoriamente. O efeito espectroscópico da rede cruzada produzirá múltiplas ordens de difração em duas direções ortogonais para a frente de onda a ser medida, mas a janela de seleção de ordem é necessária para selecionar a luz de difração de 1ª ordem. Ele pode ser usado para detecção de frente de onda de alta precisão, mas o mecanismo de ajuste do instrumento possui requisitos de precisão extremamente altos e a operação de detecção é complicada. Com base na grade cruzada, o MHM introduz uma grade de fase para suprimir a maioria das ordens irrelevantes. A vantagem é que não há necessidade de janela de seleção de pedido, a estrutura é compacta e o ajuste é conveniente. No entanto, como as ordens restantes de ±5 e ±7 ainda interferirão na interferência de quatro frentes de onda, e há um efeito Talbot ao ajustar a superfície de observação para definir a taxa de cisalhamento, apenas uma interferência de quatro frentes de onda relativamente ideal pode ser obtida em uma posição específica, e a taxa de cisalhamento não pode ser totalmente definida arbitrariamente. A grade híbrida codificada aleatoriamente com base na restrição do fluxo luminoso usa uma grade de amplitude e uma grade de fase para ajuste de fase. Não requer uma janela de seleção de pedido. A luz difratada contém apenas quatro subondas idênticas, que podem ser usadas para interferência de cisalhamento lateral de quatro frentes de onda. Para dispositivos onde a distância entre a rede codificada aleatoriamente e o CCD não pode ser ajustada, a diversidade dos seus objetos de detecção é limitada. Portanto, é necessário propor um dispositivo sensor de frente de onda que possa atingir taxas de cisalhamento arbitrárias para uma detecção de frente de onda mais universal e de alta precisão.

Conteúdo de invenção

O objetivo da presente invenção é superar as deficiências da técnica anterior e fornecer um sensor de frente de onda com taxa de cisalhamento variável baseado em uma rede híbrida codificada aleatoriamente.

Uma taxa de cisalhamento variávelsensor de frente de ondabaseado em uma grade híbrida codificada aleatoriamente; um dispositivo de transmissão capaz de realizar uma taxa de cisalhamento variável é projetado com base em um sensor existente; especificamente, inclui um dispositivo de transmissão, uma grade híbrida codificada aleatoriamente, um acessório correspondente e um CCD; o dispositivo de transmissão inclui uma parte rotativa, uma parte de montagem em grade e um parafuso, e o anel interno da parte rotativa é fornecido com uma linha espiral com rosca; a parte superior do acessório correspondente é disposta entre a parte rotativa e a parte de montagem da grade, e a parte inferior é usada para fixar todo o dispositivo de transmissão ao CCD; uma longa ranhura de tira é aberta na parede interna da peça rotativa e um orifício roscado é aberto na parede externa da peça de montagem da grade, e o parafuso fixa a parte rotativa e o acessório correspondente juntos, e a outra extremidade do o parafuso está disposto na ranhura da parede interna da peça rotativa; a grade híbrida codificada aleatoriamente é disposta em uma extremidade da parte de montagem da grade próxima ao CCD.

Extraído de: Patente de invenção da Jingnaike Optoeletrônica