Brevetto di invenzione del sensore del fronte d'onda a velocità di taglio variabile basato su reticolo ibrido a codifica casuale (2)

La presente invenzione realizza la modifica della velocità di taglio attraverso il dispositivo di trasmissione come segue:

Durante il processo di misurazione, la parte rotante viene regolata in senso orario o antiorario lungo la direzione dell'asse ottico, quindi il supporto del reticolo viene guidato dalla vite per spostarsi linearmente lungo la direzione dell'asse ottico entro l'intervallo di distanze specificato all'interno delsensore, facendo sì che la distanza tra il reticolo ibrido a codifica casuale e il CCD cambi continuamente; il fronte d'onda da misurare si diffrange dopo essere passato attraverso il reticolo ibrido a codifica casuale per generare quattro sub-fronti d'onda con inclinazioni, e un modello di interferenza di taglio laterale a quattro fronti d'onda viene generato sul piano dell'immagine e raccolto dal CCD. Poiché la velocità di taglio della figura di interferenza è determinata dalla distanza tra il reticolo ibrido a codifica casuale e il CCD, il sensore può realizzare una regolazione continua della velocità di taglio dell'interferenza di taglio laterale.

La velocità di taglio β del sensore della presente invenzione è: dove D è l'apertura del fascio incidente, λ è la lunghezza d'onda della luce incidente, d è il passo del reticolo e H è lo spessore del reticolo di fase; L è la distanza tra il reticolo ibrido a codifica casuale e il CCD e il suo intervallo di regolazione è compreso tra 0,8 mm e 11 mm. Poiché è necessaria una certa distanza tra il reticolo e il CCD per proteggere il CCD, è necessaria una distanza minima di 0,8 mm e il corrispondente intervallo β della velocità di taglio è 0,0155-0,1937.

La presente invenzione necessita di utilizzare diverse velocità di taglio per fronti d'onda con diverse quantità di distorsione per bilanciare precisione e sensibilità. Per i fronti d'onda con valori PV (picco-valle) maggiori, è necessaria una piccola velocità di taglio per garantire la precisione. Per i fronti d'onda con valori PV più piccoli, è possibile selezionare opportunamente una velocità di taglio elevata per aumentare la sensibilità. Rispetto a un sistema con una velocità di taglio immutabile, una singola velocità di taglio non può essere applicata a più tipi di fronti d'onda, mentre un sensore di fronte d'onda con una velocità di taglio variabile può essere utilizzato per la misurazione accurata del fronte d'onda di più oggetti e il dispositivo di regolazione è semplice e flessibile.

Gli effetti benefici della presente invenzione sono i seguenti:

Il sensore del fronte d'onda a velocità di taglio variabile basato sul reticolo ibrido a codifica casuale fornito dalla presente invenzione può regolare accuratamente la distanza tra il reticolo ibrido a codifica casuale e il CCD regolando le parti di trasmissione sul sensore del fronte d'onda. Sulla base della misurazione originale del reticolo di codifica casuale del fronte d'onda distorto, la velocità di taglio del modello di interferenza di taglio laterale a quattro fronti d'onda può essere regolata continuamente. Il sensore del fronte d'onda ha un'elevata integrazione, una struttura semplice, una regolazione conveniente, una misurazione flessibile, un'elevata precisione e una maggiore universalità.

La diffrazione di Fraunhofer a reticolo ha solo quattro ordini di diffrazione rigorosi, quindi non è necessaria una finestra di selezione dell'ordine e non c'è effetto Talbot sulla superficie di osservazione. La distanza tra il reticolo e il CCD determina direttamente la velocità di taglio. Il sensore ha un'elevata integrazione, una struttura semplice e una regolazione conveniente. Regolando il reticolo ibrido con codifica casuale per spostarsi avanti e indietro per ottenere velocità di taglio diverse, si realizza l'interferenza di taglio laterale a quattro fronti d'onda e il fronte d'onda transitorio può essere rilevato in tempo reale e le cellule biologiche possono essere rilevate quantitativamente in fase. La quantità di taglio regolabile in continuo consente ilsensoree del fronte d'ondaper selezionare la migliore velocità di taglio per un fronte d'onda specifico da misurare e la misurazione è flessibile, la precisione della misurazione è elevata e l'universalità è migliorata.

Estratto da: Brevetto di invenzione optoelettronica di Jingnaike