Losowo kodowany projekt hybrydowej siatki do czterofalowej interferometrycznej detekcji czoła fali z poprzecznym ścinaniem

Poprzeczne ścinanie interferencyjnetechnologia wykorzystuje samo czoło fali do przeprowadzenia zakłóceń dyslokacyjnych, aby uzyskać bezpośredni pomiar fazy czoła fali, ponieważ przyjmuje wspólny system kanałów, bez wiązki odniesienia, więc prążki interferencyjne są stabilne, mają silną zdolność przeciwzakłóceniową, prosta konstrukcja instrumentu, może być używana do wykrywania jakości wiązki o krótkiej długości koherencji. W oparciu o powyższe zalety technika interferometrii ścinania poprzecznego jest powszechnie stosowana w kontroli i pomiarach materiałów i komponentów optycznych, wykrywaniu właściwości i parametrów wiązki, kalibracji, kontroli i ocenie układów optycznych.

Tradycyjny interferometr poprzecznego ścinania wykorzystuje płytkę lub pryzmat jako rozdzielacz czoła fali i wymaga dwóch układów optycznych do wygenerowania absolutnie ortogonalnego interferogramu poprzecznego ścinania wzdłuż kierunków x i y, a struktura systemu jest stosunkowo złożona. Krata krzyżowaInterferometr ścinania poprzecznegowykorzystuje dwuwymiarową siatkę krzyżową jako element rozszczepiający, który może uginać się jednocześnie w kierunku x i y i wytwarzać ugięte światło różnych rzędów. Następnie okno wyboru kolejności wybiera światło ugięte tak, że przechodzi tylko światło ±1 w kierunkach x i y, a pozostałe porządki są blokowane. Na koniec dochodzi do interferencji ścinającej pomiędzy czterema wiązkami światła przechodzącymi przez okno wyboru kolejności. Chociaż interferometr poprzecznego ścinania z siatką krzyżową może bezpośrednio uzyskać interferogram ścinania dwóch ortogonalnych kierunków w celu realizacji wykrywania w czasie rzeczywistym przejściowego czoła fali, istnienie hierarchicznego okna selekcji prowadzi do złożonej struktury regulacji systemu. W procesie regulacji przyrządu należy zadbać o to, aby przez okno przechodziło jedynie światło poziomu 1 w kierunkach x i y, a pozostałe poziomy były całkowicie zasłonięte. Dlatego precyzja mechanizmu regulacji instrumentu jest wysoka, a regulacja jest trudna. Co więcej, wielkość okna wyboru kolejności będzie miała wpływ na zakres zniekształceń czoła fali, który można zmierzyć. Ponadto położenie i rozmiar okna wyboru kolejności będą miały również wpływ na interferencję ścinania poprzecznego pomiędzy czterema wiązkami, zmniejszając w ten sposób dokładność wykrywania czoła fali przejściowej. Obecnie powszechny czterofalowy interferometr poprzecznego ścinania wykorzystuje zmodyfikowany szablon Hartmanna (MHM) jako element rozszczepiający, a informacje o fazie wykrywanego czoła fali można uzyskać bez okna wyboru kolejności. Element widmowy MHM składa się z szachownicy fazowej i siatki amplitudowej. Okres siatki fazowej jest dwukrotnie większy od okresu siatki amplitudowej, a współczynnik wypełnienia siatki amplitudowej wynosi 2:3. Światło parzyste i światło dyfrakcyjne ± 3 rzędu w dyfrakcyjnym polu światła MHM można dobrze wyeliminować. Jednakże światło dyfrakcyjne ± 5, ± 7, ± 11 i inne wyższego rzędu nadal istnieje i wpływa na interferencję ścinania poprzecznego w zakresie ± 1 rzędu, co skutkuje oczywistą różnicą w kontraście interferogramu w różnych pozycjach obserwacji. Dlatego detekcję czoła fali można przeprowadzić jedynie przy ograniczonej odległości Tabora i jej całkowitej wielokrotności, co ogranicza wybór szybkości ścinania.

Autor proponuje Aczterofalowe czoło fali interferencyjnej poprzecznego ścinaniasystem detekcji oparty na losowo kodowanej siatce mieszanej oraz przeprowadza szczegółowe badania losowo kodowanej siatki mieszanej, przedstawia zasadę projektowania i metodę kodowania losowo kodowanej siatki mieszanej oraz porównuje jej dyfrakcyjny rozkład pola świetlnego Fraunhofera z MHM i siatką fazową. Stwierdzono, że w polu dyfrakcyjnym losowo kodowanej siatki hybrydowej istnieją tylko cztery rzędy. Na podstawie równania siatki i zależności geometrycznej analizuje się i określa parametry systemu, takie jak apertura wiązki padającej, odległość siatki i odległość obserwacji. Podano odpowiednio rozkład plamki pola dalekiego i czterofalowy interferogram poprzecznego ścinania losowo kodowanej siatki mieszanej i MHM uzyskane w eksperymentach, co pokazuje oczywistą przewagę losowo kodowanej siatki mieszanej w czterofalowym interferogramie poprzecznego ścinania.