Erfindungspatent eines Wellenfrontsensors mit variabler Scherrate basierend auf einem Hybridgitter mit Zufallscodierung (2)

Die vorliegende Erfindung realisiert die Änderung der Schergeschwindigkeit durch die Übertragungsvorrichtung wie folgt:

Während des Messvorgangs wird das rotierende Teil im oder gegen den Uhrzeigersinn entlang der Richtung der optischen Achse verstellt, und dann wird der Gitterhalter durch die Schraube angetrieben, um sich innerhalb des angegebenen Abstandsbereichs innerhalb des Geräts linear entlang der Richtung der optischen Achse zu bewegenSensor, wodurch sich der Abstand zwischen dem Zufallscodierungs-Hybridgitter und dem CCD kontinuierlich ändert; Die zu messende Wellenfront wird gebeugt, nachdem sie das Zufallscodierungs-Hybridgitter passiert hat, um vier Unterwellenfronten mit Neigungen zu erzeugen. Auf der Bildebene wird ein laterales Scherinterferenzmuster mit vier Wellenfronten erzeugt und vom CCD erfasst. Da die Scherrate des Interferenzmusters durch den Abstand zwischen dem Zufallscodierungs-Hybridgitter und dem CCD bestimmt wird, kann der Sensor eine kontinuierliche Anpassung der lateralen Scherinterferenz-Scherrate realisieren.

Die Scherrate β des Sensors der vorliegenden Erfindung beträgt: wobei D die Apertur des einfallenden Strahls ist, λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist, d der Gitterabstand ist und H die Phasengitterdicke ist; L ist der Abstand zwischen dem Zufallscodierungs-Hybridgitter und dem CCD und sein Einstellbereich beträgt 0,8 mm bis 11 mm. Da zum Schutz des CCD ein gewisser Abstand zwischen dem Gitter und dem CCD erforderlich ist, ist ein Mindestabstand von 0,8 mm erforderlich, und der entsprechende Schergeschwindigkeits-β-Bereich beträgt 0,0155–0,1937.

Die vorliegende Erfindung muss unterschiedliche Schergeschwindigkeiten für Wellenfronten mit unterschiedlichen Verzerrungsbeträgen verwenden, um Genauigkeit und Empfindlichkeit auszugleichen. Für Wellenfronten mit größeren PV-Werten (Peak-to-Valley) ist eine kleine Scherrate erforderlich, um die Genauigkeit sicherzustellen. Für Wellenfronten mit kleineren PV-Werten kann eine große Scherrate geeignet gewählt werden, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Im Vergleich zu einem System mit einer unveränderlichen Scherrate kann eine einzelne Scherrate nicht auf mehrere Arten von Wellenfronten angewendet werden, während ein Wellenfrontsensor mit variabler Scherrate zur genauen Wellenfrontmessung mehrerer Objekte verwendet werden kann und die Einstellvorrichtung einfach und einfach ist flexibel.

Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind wie folgt:

Der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Wellenfrontsensor mit variabler Scherrate, der auf dem Zufallskodierungs-Hybridgitter basiert, kann den Abstand zwischen dem Zufallskodierungs-Hybridgitter und dem CCD durch Einstellen der Übertragungsteile am Wellenfrontsensor genau einstellen. Auf der Grundlage der ursprünglichen Zufallscodierungsgittermessung der verzerrten Wellenfront kann die Scherrate des lateralen Scherinterferenzmusters mit vier Wellenfronten kontinuierlich angepasst werden. Der Wellenfrontsensor zeichnet sich durch hohe Integration, einfache Struktur, bequeme Einstellung, flexible Messung, hohe Präzision und verbesserte Universalität aus.

Die Gitter-Fraunhofer-Beugung hat nur vier strenge Beugungsordnungen, sodass kein Ordnungsauswahlfenster erforderlich ist und es keinen Talbot-Effekt auf der Beobachtungsoberfläche gibt. Der Abstand zwischen Gitter und CCD bestimmt direkt die Schergeschwindigkeit. Der Sensor verfügt über eine hohe Integration, einen einfachen Aufbau und eine bequeme Einstellung. Durch Anpassen des Zufallscodierungs-Hybridgitters, um sich vorwärts und rückwärts zu bewegen, um unterschiedliche Scherraten zu erhalten, wird die laterale Scherungsinterferenz mit vier Wellenfronten realisiert und die transiente Wellenfront kann in Echtzeit erfasst werden, und die biologischen Zellen können quantitativ in der Phase erfasst werden. Die stufenlos einstellbare Schermenge ermöglicht dieWellenfrontSensorum die beste Scherrate für eine bestimmte zu messende Wellenfront auszuwählen, und die Messung ist flexibel, die Messgenauigkeit ist hoch und die Universalität wird verbessert.

Auszug aus: Jingnaike Optoelectronics Invention Patent