Uppfinningspatent för vågfrontsensor med variabel skjuvhastighet baserad på slumpmässigt kodat hybridgitter (1)

Tekniskt område

Föreliggande uppfinning hänför sig till en variabel skjuvhastighetvågfrontssensorbaserat på slumpmässigt kodat hybridgitter, huvudsakligen involverat området för optisk vågfrontsdetektering och kvantitativ fasdetektering.

Bakgrundsteknik

Den laterala klippningstekniken är baserad på principen om skjuvningsinterferens med gemensam väg. Den kräver ingen extra optisk referensväg, har stark anti-interferensförmåga, god seismisk isoleringseffekt och hög stabilitet. Den kan uppnå högprecisionsdetektering i en allmän detekteringsmiljö och är lämplig för mätning av optiska systemaberrationer, sfäriska och asfäriska ytformer och biologisk cellfasinformation.

Den traditionella laterala skjuvningsinterferometern behöver samla två strikt ortogonala laterala skjuvningsinterferensmönster för att rekonstruera den ursprungliga vågfronten. Den inblandade optiska vägstrukturen är relativt komplex och justeringsprocessen är besvärlig, vilket inte bidrar till instrumentering och universell detektering. Den fyra vågfronts laterala skjuvningsinterferometern kan använda en enda bild för att erhålla skjuvningsinterferensmönster i två ortogonala riktningar, vilket avsevärt kan förenkla den optiska vägstrukturen, minska instrumentstorleken, avsevärt minska svårigheten med mätoperation och underlätta integration och instrumentering. På grund av de fyra vågfronternas gemensamma vägegenskaper är interferenskanterna extremt stabila, vilket är mer gynnsamt för detektering i en allmän miljö. Nyckeln och svårigheten med den laterala skjuvningsinterferometern med fyra vågfronter ligger i utformningen av gittret som producerar fyra subvågfronter.

Det befintligafyra vågfrontlaterala skjuvningsinterferometrar inkluderar den tvärgående skjuvningsinterferometern, den förbättrade Hartmann malllaterala skjuvningsinterferometern (MHM) och det slumpmässigt kodade hybridgittret. Korsgittrets spektroskopiska effekt kommer att producera flera diffraktionsordningar i två ortogonala riktningar för vågfronten som ska mätas, men fönstret för ordningsval krävs för att välja 1:a ordningens diffraktionsljus. Den kan användas för vågfrontsdetektering med hög precision, men instrumentets justeringsmekanism har extremt höga precisionskrav och detekteringsoperationen är komplicerad. På basis av korsgittret introducerar MHM ett fasgitter för att undertrycka de flesta av de irrelevanta orderna. Fördelen är att det inte finns något behov av ett ordervalsfönster, strukturen är kompakt och justeringen är bekväm. Men eftersom de återstående ±5 och ±7 ordningarna fortfarande kommer att interferera med fyravågfrontsinterferensen, och det finns en Talbot-effekt när observationsytan justeras för att ställa in skjuvhastigheten, kan endast en relativt idealisk fyrvågsfrontinterferens erhållas vid en specifik position, och skjuvhastigheten kan inte ställas in helt godtyckligt. Det slumpmässigt kodade hybridgittret baserat på ljusflödesbegränsning använder ett amplitudgitter och ett fasgitter för fasjustering. Det kräver inget ordervalsfönster. Det diffrakterade ljuset innehåller endast fyra identiska subvågor, som kan användas för lateral skjuvningsinterferens med fyra vågfronter. För enheter där avståndet mellan det slumpmässigt kodade gittret och CCD:n inte kan justeras, är mångfalden av dess detektionsobjekt begränsad. Därför är det nödvändigt att föreslå en vågfrontssensoranordning som kan uppnå godtyckliga skjuvhastigheter för mer universell högprecisionsvågfrontdetektering.

Uppfinningsinnehåll

Syftet med föreliggande uppfinning är att övervinna bristerna med känd teknik och tillhandahålla en vågfrontsensor med variabel skjuvhastighet baserad på ett slumpmässigt kodat hybridgitter.

En variabel skjuvhastighetvågfrontssensorbaserat på ett slumpmässigt kodat hybridgitter; en transmissionsanordning med förmåga att realisera en variabel skjuvhastighet är utformad baserat på en existerande sensor; specifikt inkluderar den en överföringsanordning, ett slumpkodat hybridgitter, en matchande fixtur och en CCD; transmissionsanordningen innefattar en roterande del, en gittermonteringsdel och en skruv, och den roterande delens inre ring är försedd med en spirallinje med en gänga; den övre delen av den matchande fixturen är anordnad mellan den roterande delen och gallrets monteringsdel, och den nedre delen används för att fixera hela transmissionsanordningen till CCD; ett långt remsspår öppnas på den roterande delens innervägg, och ett gängat hål öppnas på den yttre väggen av gallermonteringsdelen, och skruven fixerar den roterande delen och den matchande fixturen tillsammans, och den andra änden av skruv är anordnad i spåret på den roterande delens innervägg; det slumpmässigt kodade hybridgallret är anordnat i ena änden av gittermonteringsdelen nära CCD:n.

Utdrag från: Jingnaike Optoelectronics Invention Patent