Design a reticolo ibrido con codifica casuale per il rilevamento del fronte d'onda interferometrico di taglio trasversale a quattro onde

Interferenza di taglio trasversalela tecnologia utilizza il fronte d'onda stesso per effettuare interferenze di dislocazione, in modo da ottenere la misurazione diretta della fase del fronte d'onda, perché adotta un sistema di canali comune, nessun raggio di riferimento, quindi la frangia di interferenza è stabile, forte capacità anti-interferenza, struttura semplice dello strumento, può essere utilizzata per il rilevamento della qualità del raggio di breve lunghezza di coerenza. Sulla base dei vantaggi di cui sopra, la tecnica dell'interferometria a taglio trasversale è comunemente utilizzata nell'ispezione e misurazione di materiali e componenti ottici, nel rilevamento di proprietà e parametri del fascio, nella calibrazione, ispezione e valutazione di sistemi ottici.

Il tradizionale interferometro a taglio trasversale utilizza una piastra o un prisma come divisore del fronte d'onda e richiede due sistemi ottici per generare l'interferogramma di taglio trasversale assolutamente ortogonale lungo le direzioni xey e la struttura del sistema è relativamente complessa. La grata a croceInterferometro a taglio trasversaleutilizza un reticolo trasversale bidimensionale come elemento di divisione, che può diffrangere nella direzione x e y contemporaneamente e produrre luce diffratta di ordini diversi. Quindi, la finestra di selezione dell'ordine seleziona la luce diffratta, in modo che passi solo la luce ±1 nelle direzioni xey e gli altri ordini vengano bloccati. Infine, attraverso la finestra di selezione dell'ordine, si verifica un'interferenza di taglio tra i quattro fasci di luce. Sebbene l'interferometro a taglio trasversale a reticolo incrociato possa ottenere direttamente l'interferogramma di taglio di due direzioni ortogonali per realizzare il rilevamento in tempo reale del fronte d'onda transitorio, l'esistenza di una finestra di selezione gerarchica porta a una complessa struttura di regolazione del sistema. Nel processo di regolazione dello strumento, è necessario garantire che solo la luce di livello 1 nelle direzioni xey passi attraverso la finestra e che gli altri livelli siano completamente bloccati. Pertanto, la precisione del meccanismo di regolazione dello strumento è elevata e la regolazione è difficile. Inoltre, la dimensione della finestra di selezione dell'ordine influenzerà la gamma della distorsione del fronte d'onda che può essere misurata. Inoltre, la posizione e la dimensione della finestra di selezione dell'ordine influenzeranno anche l'interferenza di taglio trasversale tra i quattro raggi, riducendo così la precisione del rilevamento del fronte d'onda transitorio. Ora il comune interferometro a taglio trasversale a quattro onde utilizza il modello di Hartmann modificato (MHM) come elemento di suddivisione e le informazioni sulla fase del fronte d'onda da rilevare possono essere ottenute senza la finestra di selezione dell'ordine. L'elemento spettrale MHM è costituito da un reticolo di fase a scacchiera e da un reticolo di ampiezza. Il periodo del reticolo di fase è doppio di quello del reticolo di ampiezza e il ciclo di lavoro del reticolo di ampiezza è 2:3. La luce di ordine pari e la luce diffrattiva di ± 3 ordini nel campo di luce diffrattiva di MHM possono essere ben eliminate. Tuttavia, la luce di diffrazione di ±5, ±7, ±11 e altri ordini elevati esiste ancora e influenza l'interferenza di taglio trasversale tra ±1 ordine, con conseguente evidente differenza nel contrasto dell'interferogramma in diverse posizioni di osservazione. Pertanto, il rilevamento del fronte d'onda può essere effettuato solo a una distanza di Tabor limitata e al suo multiplo intero, il che limita la selezione della velocità di taglio.

L'autore propone afronte d'onda di interferenza di taglio trasversale a quattro ondesistema di rilevamento basato su reticolo misto codificato casuale e svolge ricerche approfondite sul reticolo misto codificato casuale, introduce il principio di progettazione e il metodo di codifica del reticolo misto codificato casuale e confronta la distribuzione del campo luminoso di diffrazione di Fraunhofer con MHM e reticolo di fase. Si è scoperto che esistono solo quattro ordini nel campo di diffrazione del reticolo ibrido codificato casualmente. Sulla base dell'equazione del reticolo e della relazione geometrica, vengono analizzati e determinati i parametri del sistema come l'apertura del fascio incidente, la distanza del reticolo e la distanza di osservazione. Vengono forniti rispettivamente la distribuzione dei punti in campo lontano e l'interferogramma di taglio trasversale a quattro onde del reticolo misto codificato casuale e MHM ottenuti dagli esperimenti, il che mostra l'ovvio vantaggio del reticolo misto codificato casuale nell'interferogramma di taglio trasversale a quattro onde.