Patent na wynalazek czujnika czoła fali o zmiennej prędkości ścinania opartego na hybrydowej siatce z kodowaniem losowym (2)

Niniejszy wynalazek realizuje zmianę szybkości ścinania w urządzeniu przenoszącym w następujący sposób:

Podczas pomiaru część obrotowa jest regulowana zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara wzdłuż kierunku osi optycznej, a następnie uchwyt siatki jest napędzany śrubą, aby przemieszczać się liniowo wzdłuż kierunku osi optycznej w określonym zakresie odległości wewnątrztransduktor, powodując w ten sposób ciągłą zmianę odległości pomiędzy hybrydową siatką z kodowaniem losowym a matrycą CCD; mierzone czoło fali ugina się po przejściu przez hybrydową siatkę z kodowaniem losowym, tworząc cztery czoła fali podfali z pochyleniami, a na płaszczyźnie obrazu generowany jest wzór interferencji poprzecznego ścinania czterech frontów fali, który jest zbierany przez matrycę CCD. Ponieważ szybkość ścinania wzoru interferencyjnego jest określona przez odległość pomiędzy hybrydową siatką z kodowaniem losowym a matrycą CCD, czujnik może dokonywać ciągłej regulacji szybkości ścinania interferencyjnego przy ścinaniu bocznym.

Szybkość ścinania β czujnika według niniejszego wynalazku wynosi: gdzie D jest aperturą wiązki padającej, λ jest długością fali światła padającego, d jest podziałką siatki, a H jest grubością siatki fazowej; L to odległość między hybrydową siatką z kodowaniem losowym a przetwornikiem CCD, a zakres regulacji wynosi 0,8–11 mm. Ponieważ do ochrony CCD wymagana jest pewna odległość pomiędzy siatką a przetwornikiem CCD, wymagana jest minimalna odległość 0,8 mm, a odpowiadający zakres β szybkości ścinania wynosi 0,0155–0,1937.

Niniejszy wynalazek wymaga zastosowania różnych szybkości ścinania dla czoła fali o różnej wielkości zniekształceń, aby zrównoważyć dokładność i czułość. W przypadku frontów falowych o większych wartościach PV (od szczytu do doliny) do zapewnienia dokładności wymagana jest niewielka prędkość ścinania. W przypadku czoła fali o mniejszych wartościach PV można odpowiednio wybrać dużą prędkość ścinania, aby zwiększyć czułość. W porównaniu z systemem o niezmiennej szybkości ścinania, pojedynczej szybkości ścinania nie można zastosować do wielu typów czoła fali, natomiast czujnik czoła fali ze zmienną szybkością ścinania można zastosować do dokładnego pomiaru czoła fali większej liczby obiektów, a urządzenie regulujące jest proste i elastyczny.

Korzystne efekty niniejszego wynalazku są następujące:

Czujnik czołowy fali o zmiennej szybkości ścinania, oparty na hybrydowej siatce z kodowaniem losowym dostarczony przez niniejszy wynalazek, może dokładnie regulować odległość pomiędzy hybrydową siatką z kodowaniem losowym a przetwornikiem CCD poprzez regulację części transmisyjnych czujnika czoła fali. Na podstawie pierwotnego pomiaru losowej siatki kodującej zniekształconego czoła fali, można w sposób ciągły regulować szybkość ścinania wzoru interferencji bocznego ścinania czteroczołowego fali. Czujnik fali czołowej charakteryzuje się wysoką integracją, prostą konstrukcją, wygodną regulacją, elastycznym pomiarem, wysoką precyzją i zwiększoną uniwersalnością.

Siatkowa dyfrakcja Fraunhofera ma tylko cztery ścisłe rzędy dyfrakcji, więc nie ma potrzeby stosowania okna wyboru rzędu, a na powierzchni obserwacyjnej nie ma efektu Talbota. Odległość pomiędzy siatką a CCD bezpośrednio określa szybkość ścinania. Czujnik charakteryzuje się wysoką integracją, prostą konstrukcją i wygodną regulacją. Dostosowując siatkę hybrydową z kodowaniem losowym do ruchu do przodu i do tyłu, aby uzyskać różne szybkości ścinania, realizowana jest interferencja ścinania poprzecznego czterech czołowych fal, a przejściowe czoło fali można wykryć w czasie rzeczywistym, a komórki biologiczne można ilościowo wykryć fazę. Płynnie regulowana wielkość ścinania umożliwiaczujnik czoła faliaby wybrać najlepszą szybkość ścinania dla konkretnego mierzonego czoła fali, a pomiar jest elastyczny, dokładność pomiaru jest wysoka, a uniwersalność jest zwiększona.

Wyciąg z: Patent Jingnaike na wynalazek optoelektroniki