Zufällig codiertes Hybridgitterdesign für die interferometrische Wellenfrontdetektion mit Vierwellen-Transversalscherung

Interferenz durch QuerscherungDie Technologie nutzt die Wellenfront selbst, um Versetzungsinterferenzen durchzuführen, um eine direkte Messung der Phase der Wellenfront zu erreichen, da sie ein gemeinsames Kanalsystem und keinen Referenzstrahl verwendet, sodass der Interferenzstreifen stabil ist und eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit aufweist. Einfache Instrumentenstruktur, kann zur Erkennung der Strahlqualität mit kurzer Kohärenzlänge verwendet werden. Aufgrund der oben genannten Vorteile wird die transversale Scherinterferometrietechnik häufig bei der Inspektion und Messung optischer Materialien und Komponenten, der Erkennung von Strahleigenschaften und -parametern sowie der Kalibrierung, Inspektion und Bewertung optischer Systeme eingesetzt.

Das herkömmliche Transversalscherinterferometer verwendet eine Platte oder ein Prisma als Wellenfrontteiler und erfordert zwei optische Systeme, um das absolut orthogonale Transversalscherinterferogramm entlang der x- und y-Richtung zu erzeugen, und die Systemstruktur ist relativ komplex. Das KreuzgitterTransversalscherinterferometerAls Teilungselement wird ein zweidimensionales Kreuzgitter verwendet, das gleichzeitig in x- und y-Richtung beugen und gebeugtes Licht unterschiedlicher Ordnung erzeugen kann. Anschließend wählt das Ordnungsauswahlfenster das gebeugte Licht aus, sodass nur ±1 Licht in x- und y-Richtung durchgelassen wird und andere Ordnungen blockiert werden. Schließlich kommt es zwischen den vier Lichtstrahlen durch das Auftragsauswahlfenster zu Scherinterferenzen. Obwohl ein Kreuzgitter-Transversalscherinterferometer direkt ein Scherinterferogramm zweier orthogonaler Richtungen erhalten kann, um eine Echtzeiterkennung der transienten Wellenfront zu realisieren, führt das Vorhandensein eines hierarchischen Auswahlfensters zu einer komplexen Systemanpassungsstruktur. Bei der Instrumentenjustierung muss sichergestellt werden, dass nur Licht der Stufe 1 in x- und y-Richtung durch das Fenster gelangt und andere Stufen vollständig blockiert werden. Daher ist die Präzision des Instrumenteneinstellmechanismus hoch und die Einstellung schwierig. Darüber hinaus beeinflusst die Größe des Ordnungsauswahlfensters den Bereich der Wellenfrontverzerrung, der gemessen werden kann. Darüber hinaus wirken sich Position und Größe des Ordnungsauswahlfensters auch auf die transversale Scherinterferenz zwischen den vier Strahlen aus, wodurch die Genauigkeit der Erkennung transienter Wellenfronten verringert wird. Das übliche Vierwellen-Transversal-Scherinterferometer verwendet nun die modifizierte Hartmann-Vorlage (MHM) als Aufteilungselement, und die Phaseninformationen der zu erfassenden Wellenfront können ohne das Ordnungsauswahlfenster erhalten werden. Das Spektralelement MHM besteht aus einem schachbrettartigen Phasengitter und einem Amplitudengitter. Die Periode des Phasengitters ist doppelt so groß wie die des Amplitudengitters und das Tastverhältnis des Amplitudengitters beträgt 2:3. Das Licht gerader Ordnung und das Beugungslicht ± 3. Ordnung im Beugungslichtfeld von MHM können gut eliminiert werden. Beugungslicht von ±5, ±7, ±11 und anderen höheren Ordnungen existiert jedoch immer noch und beeinflusst die transversale Scherinterferenz zwischen ±1 Ordnung, was zu offensichtlichen Unterschieden im Interferogrammkontrast an verschiedenen Beobachtungspositionen führt. Daher kann die Wellenfrontdetektion nur bei einem begrenzten Tabor-Abstand und seinem ganzzahligen Vielfachen durchgeführt werden, was die Auswahl der Scherrate einschränkt.

Der Autor schlägt avierwellige transversale ScherinterferenzwellenfrontDetektionssystem basierend auf zufällig codierten gemischten Gittern und führt eingehende Untersuchungen zu zufällig codierten gemischten Gittern durch, stellt das Konstruktionsprinzip und die Codierungsmethode von zufällig codierten gemischten Gittern vor und vergleicht seine Fraunhofer-Beugungslichtfeldverteilung mit MHM und Phasengitter. Es wurde festgestellt, dass im Beugungsfeld eines zufällig codierten Hybridgitters nur vier Ordnungen existieren. Basierend auf der Gittergleichung und der geometrischen Beziehung werden die Systemparameter wie Einfallsstrahlapertur, Gitterabstand und Beobachtungsabstand analysiert und bestimmt. Die Fernfeld-Punktverteilung und das Vierwellen-Transversalscherinterferogramm des zufällig codierten gemischten Gitters und des MHM, die durch Experimente erhalten wurden, werden jeweils angegeben, was den offensichtlichen Vorteil des zufällig codierten gemischten Gitters im Vierwellen-Transversalscherinterferogramm zeigt.