Opfindelsespatent for bølgefrontsensor med variabel forskydningshastighed baseret på tilfældigt kodet hybridgitter （1）

Teknisk område

Den foreliggende opfindelse angår en variabel forskydningshastighedbølgefront sensorbaseret på tilfældigt kodet hybridgitter, hovedsageligt involveret inden for optisk bølgefrontdetektion og kvantitativ fasedetektion.

Baggrundsteknologi

Den laterale forskydningsteknologi er baseret på princippet om common-path forskydningsinterferens. Det kræver ikke en ekstra optisk referencevej, har stærk anti-interferensevne, god seismisk isolationseffekt og høj stabilitet. Den kan opnå højpræcisionsdetektion i et generelt detektionsmiljø og er velegnet til måling af optiske systemafvigelser, sfæriske og asfæriske overfladeformer og biologisk cellefaseinformation.

Det traditionelle laterale forskydningsinterferometer skal indsamle to strengt ortogonale laterale forskydningsinterferensmønstre for at rekonstruere den oprindelige bølgefront. Den involverede optiske vejstruktur er relativt kompleks, og justeringsprocessen er besværlig, hvilket ikke er befordrende for instrumentering og universel detektion. Det fire-bølgefront laterale forskydningsinterferometer kan bruge et enkelt billede til at opnå forskydningsinterferensmønstre i to ortogonale retninger, hvilket i høj grad kan forenkle den optiske vejstruktur, reducere instrumentstørrelsen, i høj grad reducere vanskeligheden ved måleoperation og lette integration og instrumentering. På grund af de fælles vejkarakteristika for de fire bølgefronter er interferenskanterne ekstremt stabile, hvilket er mere befordrende for detektering i et generelt miljø. Nøglen og sværhedsgraden ved det laterale forskydningsinterferometer med fire bølgefronter ligger i designet af gitteret, der producerer fire underbølgefronter.

Det eksisterendefire-bølgefrontlaterale forskydningsinterferometre omfatter det tværgående laterale forskydningsinterferometer, det forbedrede Hartmann skabelon lateralt forskydningsinterferometer (MHM) og det tilfældigt kodede hybridgitter. Krydsgitterets spektroskopiske effekt vil producere flere diffraktionsordrer i to ortogonale retninger for bølgefronten, der skal måles, men rækkefølgeudvælgelsesvinduet er påkrævet for at vælge 1. ordens diffraktionslys. Den kan bruges til bølgefrontdetektion med høj præcision, men instrumentjusteringsmekanismen har ekstremt høje præcisionskrav, og detekteringsoperationen er kompliceret. På basis af krydsgitteret introducerer MHM et fasegitter for at undertrykke de fleste af de irrelevante ordrer. Fordelen er, at der ikke er behov for et ordrevalgsvindue, strukturen er kompakt, og justeringen er praktisk. Men da de resterende ±5 og ±7 ordrer stadig vil interferere med firebølgefrontinterferensen, og der er en Talbot-effekt, når observationsoverfladen justeres for at indstille forskydningshastigheden, kan der kun opnås en relativt ideel firebølgefrontinterferens ved en bestemt position, og forskydningshastigheden kan ikke indstilles fuldt ud vilkårligt. Det tilfældigt kodede hybridgitter baseret på lysfluxbegrænsning bruger et amplitudegitter og et fasegitter til fasejustering. Det kræver ikke et ordrevalgsvindue. Det diffrakterede lys indeholder kun fire identiske underbølger, som kan bruges til fire-bølgefront lateral forskydningsinterferens. For enheder, hvor afstanden mellem det tilfældigt kodede gitter og CCD'en ikke kan justeres, er mangfoldigheden af ​​dets detektionsobjekter begrænset. Derfor er det nødvendigt at foreslå en bølgefrontsensorenhed, der kan opnå vilkårlige forskydningshastigheder til mere universel højpræcisionsbølgefrontdetektion.

Opfindelsesindhold

Formålet med den foreliggende opfindelse er at overvinde manglerne ved den kendte teknik og tilvejebringe en variabel forskydningshastighedsbølgefrontsensor baseret på et tilfældigt kodet hybridgitter.

En variabel forskydningshastighedbølgefront sensorbaseret på et tilfældigt kodet hybridgitter; en transmissionsanordning, der er i stand til at realisere en variabel forskydningshastighed, er designet baseret på en eksisterende sensor; specifikt omfatter det en transmissionsenhed, et tilfældigt kodet hybridgitter, en matchende armatur og en CCD; transmissionsindretningen indbefatter en roterende del, en gittermonteringsdel og en skrue, og den roterende dels indre ring er forsynet med en spirallinje med et gevind; den øverste del af den matchende armatur er arrangeret mellem den roterende del og gittermonteringsdelen, og den nederste del bruges til at fastgøre hele transmissionsanordningen til CCD'en; en lang strimmelrille åbnes på indervæggen af ​​den roterende del, og et gevindhul åbnes på ydervæggen af ​​ristmonteringsdelen, og skruen fastgør den roterende del og den matchende armatur sammen, og den anden ende af skruen er anbragt i rillen i den roterende dels indre væg; det tilfældigt kodede hybridgitter er anbragt i den ene ende af gittermonteringsdelen tæt på CCD'en.

Uddrag fra: Jingnaike Optoelectronics Invention Patent