Patente de invenção de sensor de frente de onda de taxa de cisalhamento variável baseado em grade híbrida de codificação aleatória (2)

A presente invenção realiza a alteração da taxa de cisalhamento através do dispositivo de transmissão da seguinte forma:

Durante o processo de medição, a parte rotativa é ajustada no sentido horário ou anti-horário ao longo da direção do eixo óptico e, em seguida, o suporte da grade é acionado pelo parafuso para se mover linearmente ao longo da direção do eixo óptico dentro da faixa de distância especificada dentro dosensor, fazendo com que a distância entre a rede híbrida de codificação aleatória e o CCD mude continuamente; a frente de onda a ser medida difrata após passar pela rede híbrida de codificação aleatória para gerar quatro subfrentes de onda com inclinações, e um padrão de interferência de cisalhamento lateral de quatro frentes de onda é gerado no plano da imagem e coletado pelo CCD. Como a taxa de cisalhamento do padrão de interferência é determinada pela distância entre a rede híbrida de codificação aleatória e o CCD, o sensor pode realizar o ajuste contínuo da taxa de cisalhamento da interferência de cisalhamento lateral.

A taxa de cisalhamento β do sensor da presente invenção é: onde D é a abertura do feixe incidente, λ é o comprimento de onda da luz incidente, d é o passo da grade e H é a espessura da grade de fase; L é a distância entre a grade híbrida de codificação aleatória e o CCD, e sua faixa de ajuste é de 0,8 mm a 11 mm. Como é necessária uma certa distância entre a grade e o CCD para proteger o CCD, é necessária uma distância mínima de 0,8 mm, e a faixa β da taxa de cisalhamento correspondente é 0,0155-0,1937.

A presente invenção precisa usar diferentes taxas de cisalhamento para frentes de onda com diferentes quantidades de distorção para equilibrar precisão e sensibilidade. Para frentes de onda com valores maiores de PV (Pico a Vale), uma pequena taxa de cisalhamento é necessária para garantir a precisão. Para frentes de onda com valores de PV menores, uma grande taxa de cisalhamento pode ser selecionada adequadamente para aumentar a sensibilidade. Comparado com um sistema com uma taxa de cisalhamento imutável, uma única taxa de cisalhamento não pode ser aplicada a vários tipos de frentes de onda, enquanto um sensor de frente de onda com uma taxa de cisalhamento variável pode ser usado para medição precisa de frente de onda de mais objetos, e o dispositivo de ajuste é simples e flexível.

Os efeitos benéficos da presente invenção são os seguintes:

O sensor de frente de onda de taxa de cisalhamento variável baseado na grade híbrida de codificação aleatória fornecida pela presente invenção pode ajustar com precisão a distância entre a grade híbrida de codificação aleatória e o CCD ajustando as peças de transmissão no sensor de frente de onda. Com base na medição original da grade de codificação aleatória da frente de onda distorcida, a taxa de cisalhamento do padrão de interferência de cisalhamento lateral de quatro frentes de onda pode ser ajustada continuamente. O sensor de frente de onda possui alta integração, estrutura simples, ajuste conveniente, medição flexível, alta precisão e universalidade aprimorada.

A rede de difração de Fraunhofer tem apenas quatro ordens de difração estritas, portanto não há necessidade de uma janela de seleção de ordem e não há efeito Talbot na superfície de observação. A distância entre a grade e o CCD determina diretamente a taxa de cisalhamento. O sensor possui alta integração, estrutura simples e ajuste conveniente. Ao ajustar a grade híbrida de codificação aleatória para avançar e retroceder para obter diferentes taxas de cisalhamento, a interferência de cisalhamento lateral de quatro frentes de onda é realizada, e a frente de onda transitória pode ser detectada em tempo real, e as células biológicas podem ser detectadas quantitativamente em fase. A quantidade de cisalhamento continuamente ajustável permitesensor de frente de ondapara selecionar a melhor taxa de cisalhamento para uma frente de onda específica a ser medida, e a medição é flexível, a precisão da medição é alta e a universalidade é aprimorada.

Extraído de: Patente de invenção da Jingnaike Optoeletrônica