Patent na wynalazek czujnika czoła fali o zmiennej szybkości ścinania opartego na losowo kodowanej siatce hybrydowej (1)

Dziedzina techniczna

Niniejszy wynalazek dotyczy zmiennej szybkości ścinaniaczujnik czoła faliw oparciu o losowo kodowaną siatkę hybrydową, obejmującą głównie dziedzinę optycznej detekcji czoła fali i ilościowej detekcji fazy.

Technologia tła

Technologia ścinania bocznego opiera się na zasadzie interferencji ścinania wspólną ścieżką. Nie wymaga dodatkowej referencyjnej ścieżki optycznej, ma silną zdolność przeciwzakłóceniową, dobry efekt izolacji sejsmicznej i wysoką stabilność. Może osiągnąć wysoką precyzję wykrywania w ogólnym środowisku detekcji i nadaje się do pomiaru aberracji układu optycznego, kształtów powierzchni sferycznych i asferycznych oraz informacji o fazie komórki biologicznej.

Tradycyjny interferometr bocznego ścinania musi zebrać dwa ściśle ortogonalne wzory interferencji bocznego ścinania, aby zrekonstruować oryginalne czoło fali. Zastosowana struktura ścieżki optycznej jest stosunkowo złożona, a proces regulacji jest uciążliwy, co nie sprzyja oprzyrządowaniu i uniwersalnemu wykrywaniu. Interferometr bocznego ścinania z czterema frontami fali może wykorzystywać pojedynczy obraz do uzyskania wzorów interferencji ścinania w dwóch ortogonalnych kierunkach, co może znacznie uprościć strukturę ścieżki optycznej, zmniejszyć rozmiar instrumentu, znacznie zmniejszyć trudność operacji pomiarowych oraz ułatwić integrację i oprzyrządowanie. Ze względu na wspólną charakterystykę ścieżki czterech frontów falowych, prążki interferencyjne są wyjątkowo stabilne, co lepiej sprzyja detekcji w ogólnym środowisku. Klucz i trudność interferometru ścinającego bocznego z czterema czołami fali polega na konstrukcji siatki, która wytwarza cztery czoło podfalowe.

Istniejącyczoło czterofaloweinterferometry poprzecznego ścinania obejmują interferometr bocznego ścinania z siatką krzyżową, ulepszony interferometr bocznego ścinania z matrycą Hartmanna (MHM) i losowo kodowaną siatkę hybrydową. Efekt spektroskopowy siatki krzyżowej spowoduje powstanie wielu rzędów dyfrakcji w dwóch prostopadłych kierunkach dla mierzonego czoła fali, ale okno wyboru rzędu jest wymagane, aby wybrać światło dyfrakcyjne pierwszego rzędu. Można go stosować do precyzyjnego wykrywania czoła fali, ale mechanizm regulacji instrumentu ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące precyzji, a operacja wykrywania jest skomplikowana. Na podstawie siatki krzyżowej MHM wprowadza siatkę fazową, aby stłumić większość nieistotnych porządków. Zaletą jest brak konieczności stosowania okna wyboru zamówienia, konstrukcja jest zwarta, a regulacja wygodna. Jednakże, ponieważ pozostałe rzędy ±5 i ±7 będą w dalszym ciągu kolidować z interferencją czterech frontów fal, a przy dostosowywaniu powierzchni obserwacyjnej w celu ustawienia szybkości ścinania występuje efekt Talbota, można uzyskać jedynie stosunkowo idealną interferencję czterech frontów fal przy w określonym położeniu, a szybkości ścinania nie można w pełni ustawić dowolnie. Losowo kodowana siatka hybrydowa oparta na ograniczeniu strumienia świetlnego wykorzystuje siatkę amplitudową i siatkę fazową do regulacji fazy. Nie wymaga okna wyboru zlecenia. Ugięte światło zawiera tylko cztery identyczne podfale, które można wykorzystać do interferencji poprzecznego ścinania czterech czołowych fal. W przypadku urządzeń, w których nie można regulować odległości pomiędzy losowo zakodowaną siatką a matrycą CCD, różnorodność obiektów detekcji jest ograniczona. Dlatego konieczne jest zaproponowanie urządzenia czujnika czoła fali, które może osiągnąć dowolne prędkości ścinania w celu bardziej uniwersalnego i precyzyjnego wykrywania czoła fali.

Treść wynalazku

Celem niniejszego wynalazku jest przezwyciężenie niedociągnięć stanu techniki i zapewnienie czujnika czoła fali o zmiennej szybkości ścinania, opartego na losowo kodowanej siatce hybrydowej.

Zmienna szybkość ścinaniaczujnik czoła faliw oparciu o losowo kodowaną siatkę hybrydową; urządzenie przekładniowe zdolne do realizacji zmiennej prędkości ścinania zostało zaprojektowane w oparciu o istniejący czujnik; w szczególności zawiera urządzenie transmisyjne, losowo kodowaną siatkę hybrydową, pasujący uchwyt i matrycę CCD; urządzenie przenoszące zawiera część obrotową, część mocującą kratkę i śrubę, a pierścień wewnętrzny części obrotowej jest wyposażony w spiralną linię z gwintem; górna część dopasowanego uchwytu jest umieszczona pomiędzy częścią obrotową a częścią mocującą kratkę, a dolna część służy do mocowania całego urządzenia transmisyjnego do CCD; długi rowek paska jest otwarty na wewnętrznej ścianie części obrotowej, a gwintowany otwór jest otwarty na zewnętrznej ścianie części montażowej kraty, a śruba mocuje razem część obrotową i pasujący uchwyt, a drugi koniec śruba jest umieszczona w rowku wewnętrznej ścianki części obrotowej; losowo kodowana siatka hybrydowa jest umieszczona na jednym końcu części montażowej siatki w pobliżu CCD.

Wyciąg z: Patent Jingnaike na wynalazek optoelektroniki