Willekeurig gecodeerd hybride roosterontwerp voor transversale afschuivingsinterferometrische golffrontdetectie met vier golven

Transversale afschuifinterferentietechnologie gebruikt het golffront zelf om dislocatie-interferentie uit te voeren, om een ​​directe meting van de fase van het golffront te bereiken, omdat het een gemeenschappelijk kanaalsysteem gebruikt, geen referentiebundel, dus de interferentierand is stabiel, sterk anti-interferentievermogen, eenvoudige instrumentstructuur, kan worden gebruikt voor detectie van straalkwaliteit met een korte coherentielengte. Op basis van de bovenstaande voordelen wordt de transversale afschuivingsinterferometrietechniek vaak gebruikt bij de inspectie en meting van optische materialen en componenten, de detectie van bundeleigenschappen en parameters, de kalibratie, inspectie en evaluatie van optische systemen.

De traditionele transversale afschuivingsinterferometer gebruikt een plaat of een prisma als golffrontsplitser en vereist twee optische systemen om het absoluut orthogonale transversale afschuivingsinterferogram langs de x- en y-richtingen te genereren, en de systeemstructuur is relatief complex. Het kruisroostertransversale afschuifinterferometergebruikt een tweedimensionaal kruisrooster als splitselement, dat tegelijkertijd in de x- en y-richting kan buigen en diffractielicht van verschillende ordes kan produceren. Vervolgens selecteert het orderselectievenster het afgebogen licht, zodat alleen het ±1 licht in de x- en y-richting er doorheen gaat, en andere orders worden geblokkeerd. Ten slotte treedt er afschuifinterferentie op tussen de vier lichtbundels door het orderselectievenster. Hoewel een kruisrooster transversale afschuifinterferometer direct een afschuifinterferogram van twee orthogonale richtingen kan verkrijgen om real-time detectie van transiënte golffronten te realiseren, leidt het bestaan ​​van een hiërarchisch selectievenster tot een complexe systeemaanpassingsstructuur. Tijdens het afstellen van het instrument is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat alleen licht van niveau 1 in de x- en y-richting door het venster gaat en dat andere niveaus volledig worden geblokkeerd. Daarom is de nauwkeurigheid van het instrumentafstelmechanisme hoog en is de aanpassing moeilijk. Bovendien zal de grootte van het orderselectievenster het bereik van de golffrontvervorming beïnvloeden die kan worden gemeten. Bovendien zullen de positie en grootte van het orderselectievenster ook de transversale afschuifinterferentie tussen de vier bundels beïnvloeden, waardoor de nauwkeurigheid van de transiënte golffrontdetectie wordt verminderd. Nu gebruikt de gewone transversale afschuifinterferometer met vier golven het gemodificeerde Hartmann-sjabloon (MHM) als het splitselement, en de fase-informatie van het te detecteren golffront kan worden verkregen zonder het orderselectievenster. Het spectrale element MHM bestaat uit een schaakbordfaseraster en een amplituderaster. De periode van het faseraster is tweemaal zo groot als die van het amplituderaster, en de werkcyclus van het amplituderaster is 2:3. Het even-orde licht en ± 3-orde diffractief licht in het diffractieve lichtveld van MHM kunnen goed worden geëlimineerd. Het diffractielicht van ±5, ±7, ±11 en andere hoge orde bestaat echter nog steeds en beïnvloedt de dwarsschuifinterferentie tussen ±1 orde, wat resulteert in een duidelijk verschil in interferogramcontrast op verschillende observatieposities. Daarom kan golffrontdetectie alleen worden uitgevoerd op een beperkte Tabor-afstand en het gehele veelvoud ervan, wat de selectie van de afschuifsnelheid beperkt.

De auteur stelt voor aviergolf transversaal schuifinterferentiegolffrontdetectiesysteem gebaseerd op willekeurig gecodeerd gemengd rooster, en voert diepgaand onderzoek uit naar willekeurig gecodeerd gemengd rooster, introduceert het ontwerpprincipe en de coderingsmethode van willekeurig gecodeerd gemengd rooster, en vergelijkt de Fraunhofer-diffractielichtveldverdeling met MHM en faserooster. Het is gebleken dat er slechts vier orden bestaan ​​in het diffractieveld van willekeurig gecodeerde hybride roosters. Op basis van de roostervergelijking en de geometrische relatie worden de systeemparameters zoals invallende straalopening, roosterafstand en observatieafstand geanalyseerd en bepaald. De far-field vlekverdeling en het vier-golf transversale afschuifinterferogram van het willekeurig gecodeerde gemengde rooster en MHM verkregen door experimenten worden respectievelijk gegeven, wat het duidelijke voordeel aantoont van willekeurig gecodeerd gemengd rooster in het vier-golf transversale afschuivingsinterferogram.