Erfindungspatent für einen Wellenfrontsensor mit variabler Scherrate basierend auf einem zufällig codierten Hybridgitter (1)

Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable SchergeschwindigkeitWellenfrontsensorbasierend auf zufällig codierten Hybridgittern, hauptsächlich im Bereich der optischen Wellenfrontdetektion und der quantitativen Phasendetektion.

Hintergrundtechnologie

Die Lateral-Shearing-Technologie basiert auf dem Prinzip der Common-Path-Shearing-Interferenz. Es erfordert keinen zusätzlichen optischen Referenzpfad, verfügt über eine starke Entstörungsfähigkeit, eine gute seismische Isolationswirkung und eine hohe Stabilität. Es ermöglicht eine hochpräzise Erkennung in einer allgemeinen Erkennungsumgebung und eignet sich für die Messung von Aberrationen optischer Systeme, sphärischen und asphärischen Oberflächenformen sowie Informationen zur Phase biologischer Zellen.

Das herkömmliche Lateral-Shearing-Interferometer muss zwei streng orthogonale Lateral-Shearing-Interferenzmuster erfassen, um die ursprüngliche Wellenfront zu rekonstruieren. Die beteiligte optische Pfadstruktur ist relativ komplex und der Anpassungsprozess ist umständlich, was der Instrumentierung und universellen Erkennung nicht förderlich ist. Das laterale Scherinterferometer mit vier Wellenfronten kann ein einzelnes Bild verwenden, um Scherinterferenzmuster in zwei orthogonalen Richtungen zu erhalten, was die optische Pfadstruktur erheblich vereinfachen, die Instrumentengröße verringern, die Schwierigkeit des Messvorgangs erheblich verringern und die Integration und Instrumentierung erleichtern kann. Aufgrund der gemeinsamen Pfadeigenschaften der vier Wellenfronten sind die Interferenzstreifen äußerst stabil, was die Erkennung in einer allgemeinen Umgebung erleichtert. Der Schlüssel und die Schwierigkeit des Lateral-Shearing-Interferometers mit vier Wellenfronten liegt in der Gestaltung des Gitters, das vier Unterwellenfronten erzeugt.

Das VorhandeneVierwellenfrontZu den lateralen Scherinterferometern gehören das Quergitter-Lateralscherinterferometer, das verbesserte Hartmann-Template-Lateralscherinterferometer (MHM) und das zufällig codierte Hybridgitter. Der spektroskopische Effekt des Kreuzgitters erzeugt mehrere Beugungsordnungen in zwei orthogonalen Richtungen für die zu messende Wellenfront, aber das Ordnungsauswahlfenster ist erforderlich, um das Beugungslicht erster Ordnung auszuwählen. Es kann zur hochpräzisen Wellenfrontdetektion verwendet werden, der Einstellmechanismus des Instruments stellt jedoch extrem hohe Präzisionsanforderungen und der Detektionsvorgang ist kompliziert. Auf der Grundlage des Kreuzgitters führt das MHM ein Phasengitter ein, um die meisten irrelevanten Ordnungen zu unterdrücken. Der Vorteil besteht darin, dass kein Bestellauswahlfenster erforderlich ist, der Aufbau kompakt ist und die Anpassung bequem ist. Da jedoch die verbleibenden ±5 und ±7 Ordnungen immer noch mit der Vier-Wellenfront-Interferenz interferieren und beim Anpassen der Beobachtungsoberfläche zur Einstellung der Scherrate ein Talbot-Effekt auftritt, kann nur eine relativ ideale Vier-Wellenfront-Interferenz erhalten werden eine bestimmte Position, und die Schergeschwindigkeit kann nicht vollständig willkürlich eingestellt werden. Das zufällig codierte Hybridgitter basierend auf Lichtflussbeschränkungen verwendet ein Amplitudengitter und ein Phasengitter zur Phasenanpassung. Es ist kein Auftragsauswahlfenster erforderlich. Das gebeugte Licht enthält nur vier identische Teilwellen, die für die laterale Scherungsinterferenz mit vier Wellenfronten verwendet werden können. Bei Geräten, bei denen der Abstand zwischen dem zufällig codierten Gitter und dem CCD nicht eingestellt werden kann, ist die Vielfalt seiner Erkennungsobjekte begrenzt. Daher ist es notwendig, ein Wellenfrontsensorgerät vorzuschlagen, das beliebige Scherraten für eine universellere, hochpräzise Wellenfronterkennung erreichen kann.

Erfindungsinhalt

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Mängel des Standes der Technik zu überwinden und einen Wellenfrontsensor mit variabler Scherrate bereitzustellen, der auf einem zufällig codierten Hybridgitter basiert.

Eine variable ScherrateWellenfrontsensorbasierend auf einem zufallscodierten Hybridgitter; Auf der Grundlage eines vorhandenen Sensors wird eine Übertragungsvorrichtung entworfen, die eine variable Schergeschwindigkeit realisieren kann. Insbesondere umfasst es ein Übertragungsgerät, ein zufällig codiertes Hybridgitter, eine passende Halterung und ein CCD; die Übertragungsvorrichtung umfasst einen rotierenden Teil, einen Gittermontageteil und eine Schraube, und der Innenring des rotierenden Teils ist mit einer Spirale mit Gewinde versehen; Der obere Teil der passenden Halterung ist zwischen dem rotierenden Teil und dem Gittermontageteil angeordnet, und der untere Teil dient zur Befestigung der gesamten Übertragungsvorrichtung am CCD. Eine lange Streifennut wird an der Innenwand des rotierenden Teils geöffnet, und ein Gewindeloch wird an der Außenwand des Gittermontageteils geöffnet, und die Schraube fixiert den rotierenden Teil und die passende Halterung zusammen und das andere Ende des Schraube ist in der Nut der Innenwand des rotierenden Teils angeordnet; das zufällig codierte Hybridgitter ist an einem Ende des Gittermontageteils nahe dem CCD angeordnet.

Auszug aus: Jingnaike Optoelectronics Invention Patent