Diseño de rejilla híbrida codificada aleatoriamente para detección de frente de onda interferométrica de corte transversal de cuatro ondas

Interferencia de corte transversalLa tecnología utiliza el propio frente de onda para realizar interferencias de dislocación, a fin de lograr una medición directa de la fase del frente de onda, porque adopta un sistema de canal común, sin haz de referencia, por lo que la franja de interferencia es estable y tiene una fuerte capacidad antiinterferencia. Estructura simple del instrumento, se puede utilizar para la detección de la calidad del haz de longitud de coherencia corta. Con base en las ventajas anteriores, la técnica de interferometría de corte transversal se usa comúnmente en la inspección y medición de materiales y componentes ópticos, la detección de propiedades y parámetros del haz, la calibración, inspección y evaluación de sistemas ópticos.

El interferómetro de corte transversal tradicional utiliza una placa o un prisma como divisor de frente de onda y requiere dos sistemas ópticos para generar el interferograma de corte transversal absolutamente ortogonal a lo largo de las direcciones x e y, y la estructura del sistema es relativamente compleja. la reja cruzadainterferómetro de corte transversalUtiliza una rejilla transversal bidimensional como elemento de división, que puede difractar en las direcciones x e y al mismo tiempo, y producir luz difractada de diferentes órdenes. Luego, la ventana de selección de orden selecciona la luz difractada, de modo que solo pase la luz ±1 en las direcciones xey, y se bloqueen otras órdenes. Finalmente, se produce una interferencia de corte entre los cuatro haces de luz a través de la ventana de selección de orden. Aunque el interferómetro de corte transversal de rejilla cruzada puede obtener directamente un interferograma de corte de dos direcciones ortogonales para realizar la detección en tiempo real del frente de onda transitorio, la existencia de una ventana de selección jerárquica conduce a una estructura de ajuste del sistema compleja. En el proceso de ajuste del instrumento, es necesario asegurarse de que solo la luz del nivel 1 en las direcciones x e y pase a través de la ventana, y que los demás niveles estén completamente bloqueados. Por tanto, la precisión del mecanismo de ajuste del instrumento es alta y el ajuste es difícil. Además, el tamaño de la ventana de selección de orden afectará el rango de distorsión del frente de onda que se puede medir. Además, la posición y el tamaño de la ventana de selección de orden también afectarán la interferencia de corte transversal entre los cuatro haces, reduciendo así la precisión de la detección del frente de onda transitorio. Ahora, el interferómetro de corte transversal de cuatro ondas común utiliza la plantilla de Hartmann modificada (MHM) como elemento de división, y la información de fase del frente de onda a detectar se puede obtener sin la ventana de selección de orden. El elemento espectral MHM consta de una rejilla de fase en forma de tablero de ajedrez y una rejilla de amplitud. El período de la rejilla de fase es el doble que el de la rejilla de amplitud, y el ciclo de trabajo de la rejilla de amplitud es 2:3. La luz de orden par y la luz difractiva de orden ± 3 en el campo de luz difractiva de MHM se pueden eliminar bien. Sin embargo, la luz de difracción de ±5, ±7, ±11 y otras de alto orden todavía existen y afectan la interferencia de corte transversal entre ±1 orden, lo que resulta en una diferencia obvia en el contraste del interferograma en diferentes posiciones de observación. Por lo tanto, la detección del frente de onda sólo se puede llevar a cabo a una distancia Tabor limitada y su múltiplo entero, lo que limita la selección de la velocidad de corte.

El autor propone unafrente de onda de interferencia de corte transversal de cuatro ondassistema de detección basado en rejillas mixtas codificadas aleatoriamente y lleva a cabo una investigación en profundidad sobre rejillas mixtas codificadas aleatoriamente, presenta el principio de diseño y el método de codificación de las rejillas mixtas codificadas aleatoriamente y compara su distribución del campo de luz de difracción Fraunhofer con MHM y rejillas de fase. Se descubre que sólo existen cuatro órdenes en el campo de difracción de una red híbrida codificada aleatoriamente. Con base en la ecuación de la rejilla y la relación geométrica, se analizan y determinan los parámetros del sistema, como la apertura del haz incidente, la distancia de la rejilla y la distancia de observación. La distribución de puntos de campo lejano y el interferograma de corte transversal de cuatro ondas de la rejilla mixta codificada aleatoriamente y el MHM obtenidos mediante experimentos se dan respectivamente, lo que muestra la ventaja obvia de la rejilla mixta codificada aleatoriamente en el interferograma de corte transversal de cuatro ondas.