Slumpkodad hybridgitterdesign för fyrvågs transversell skjuvningsinterferometrisk vågfrontsdetektion

Tvärgående skjuvinterferensteknologin använder själva vågfronten för att utföra dislokationsinterferens, för att uppnå direkt mätning av vågfrontens fas, eftersom den antar ett gemensamt kanalsystem, ingen referensstråle, så interferenskanten är stabil, stark anti-interferensförmåga, enkel instrumentstruktur, kan användas för detektering av strålkvalitet med kort koherenslängd. Baserat på ovanstående fördelar används tvärskjuvningsinterferometritekniken vanligen vid inspektion och mätning av optiska material och komponenter, detektering av strålegenskaper och parametrar, kalibrering, inspektion och utvärdering av optiska system.

Den traditionella transversella skjuvningsinterferometern använder en platta eller ett prisma som vågfrontsdelare och kräver två optiska system för att generera det absolut ortogonala tvärgående skjuvinterferogrammet längs x- och y-riktningarna, och systemstrukturen är relativt komplex. Korsgallrettvärgående skjuvinterferometeranvänder ett tvådimensionellt tvärgitter som ett klyvningselement, som kan diffraktera i x-riktningen och y-riktningen samtidigt, och producera diffrakterat ljus av olika ordning. Sedan väljer ordningsvalsfönstret det diffrakterade ljuset, så att endast ±1-ljuset i x- och y-riktningarna passerar igenom, och andra ordningar blockeras. Slutligen uppstår skjuvningsinterferens mellan de fyra ljusstrålarna genom fönstret för ordningsval. Även om tvärgaller tvärgående skjuvinterferometer direkt kan erhålla skjuvningsinterferogram av två ortogonala riktningar för att realisera realtidsdetektering av transient vågfront, leder förekomsten av hierarkiskt urvalsfönster till komplex systemjusteringsstruktur. I processen med instrumentjustering är det nödvändigt att se till att endast ljus på nivå 1 i x- och y-riktningar passerar genom fönstret och att andra nivåer är helt blockerade. Därför är precisionen hos instrumentets justeringsmekanism hög och justeringen är svår. Dessutom kommer storleken på fönstret för val av beställning att påverka intervallet för vågfrontsdistorsionen som kan mätas. Dessutom kommer positionen och storleken på ordningsvalsfönstret också att påverka den tvärgående skjuvningsinterferensen mellan de fyra strålarna, vilket minskar noggrannheten för den transienta vågfrontsdetekteringen. Nu använder den vanliga fyrvågiga tvärskjuvningsinterferometern den modifierade Hartmann-mallen (MHM) som delningselement, och fasinformationen för vågfronten som ska detekteras kan erhållas utan ordervalsfönstret. Spektralelementet MHM består av ett schackbrädefasgitter och ett amplitudgitter. Perioden för fasgittret är dubbelt så stor som amplitudgittret, och arbetscykeln för amplitudgittret är 2:3. Det jämna ljuset och ± 3-ordningens diffraktiva ljus i det diffraktiva ljusfältet hos MHM kan väl elimineras. Emellertid existerar diffraktionsljuset på ±5, ±7, ±11 och annan hög ordning fortfarande och påverkar den tvärgående skjuvningsinterferensen mellan ±1 ordning, vilket resulterar i uppenbar skillnad i interferogramkontrast vid olika observationspositioner. Därför kan vågfrontsdetektering endast utföras på ett begränsat Tabor-avstånd och dess heltalsmultipel, vilket begränsar valet av skjuvhastighet.

Författaren föreslår enfyrvågs tvärgående skjuvinterferensvågfrontdetektionssystem baserat på slumpmässigt kodat blandat gitter, och utför djupgående forskning om slumpmässigt kodat blandat gitter, introducerar designprincipen och kodningsmetoden för slumpmässigt kodat blandat gitter, och jämför dess Fraunhofer-diffraktionsljusfältsfördelning med MHM och fasgitter. Det har visat sig att endast fyra ordnar existerar i diffraktionsfältet för slumpmässigt kodade hybridgitter. Baserat på gitterekvationen och det geometriska förhållandet analyseras och bestäms systemparametrarna såsom infallande strålöppning, gitteravstånd och observationsavstånd. Fjärrfältsfläckfördelningen och fyrvågs tvärgående skjuvinterferogram för det slumpmässigt kodade blandade gittret och MHM som erhållits genom experiment ges respektive, vilket visar den uppenbara fördelen med slumpmässigt kodat blandat gitter i fyrvågs tvärskjuvningsinterferogram.