Tilfældigt kodet hybridgitterdesign til fire-bølge tværgående forskydningsinterferometrisk bølgefrontdetektion

Tværgående forskydningsinterferensteknologien bruger selve bølgefronten til at udføre dislokationsinterferens for at opnå direkte måling af bølgefrontens fase, fordi den vedtager et fælles kanalsystem, ingen referencestråle, så interferenskanten er stabil, stærk anti-interferensevne, enkel instrumentstruktur, kan bruges til kort kohærenslængde strålekvalitetsdetektion. Baseret på de ovennævnte fordele er den tværgående forskydningsinterferometriteknik almindeligvis brugt til inspektion og måling af optiske materialer og komponenter, detektering af stråleegenskaber og parametre, kalibrering, inspektion og evaluering af optiske systemer.

Det traditionelle tværgående forskydningsinterferometer bruger en plade eller et prisme som bølgefrontsplitter og kræver to optiske systemer til at generere det absolut ortogonale tværgående forskydningsinterferogram langs x- og y-retningerne, og systemstrukturen er relativt kompleks. Korsgitterettværgående forskydningsinterferometeranvender et todimensionelt tværgitter som et spaltningselement, der kan diffraktere i x-retningen og y-retningen på samme tid og producere diffrakteret lys af forskellig størrelsesorden. Derefter vælger vinduet til valg af rækkefølge det diffrakterede lys, så kun ±1 lyset i x- og y-retningerne passerer igennem, og andre ordrer blokeres. Endelig opstår der forskydningsinterferens mellem de fire lysstråler gennem rækkefølgeudvælgelsesvinduet. Selvom tværristende tværgående forskydningsinterferometer direkte kan opnå forskydningsinterferogram af to ortogonale retninger for at realisere realtidsdetektering af transient bølgefront, fører eksistensen af ​​hierarkisk udvælgelsesvindue til kompleks systemjusteringsstruktur. I processen med instrumentjustering er det nødvendigt at sikre, at kun niveau 1 lys i x- og y-retninger passerer gennem vinduet, og andre niveauer er fuldstændig blokeret. Derfor er præcisionen af ​​instrumentets justeringsmekanisme høj, og justeringen er vanskelig. Desuden vil størrelsen af ​​vinduet til valg af ordre påvirke rækkevidden af ​​den bølgefrontforvrængning, der kan måles. Derudover vil positionen og størrelsen af ​​ordrevalgsvinduet også påvirke den tværgående forskydningsinterferens mellem de fire stråler, og dermed reducere nøjagtigheden af ​​den transiente bølgefrontdetektering. Nu bruger det almindelige fire-bølge transversale forskydningsinterferometer den modificerede Hartmann-skabelon (MHM) som opdelingselementet, og faseinformationen for bølgefronten, der skal detekteres, kan opnås uden rækkefølgeudvælgelsesvinduet. Spektralelementet MHM består af et skakternet fasegitter og et amplitudegitter. Perioden for fasegitteret er det dobbelte af amplitudegitteret, og amplitudegitterets arbejdscyklus er 2:3. Det lige-ordens lys og ± 3-ordens diffraktive lys i det diffraktive lysfelt af MHM kan godt elimineres. Imidlertid eksisterer diffraktionslyset på ±5, ±7, ±11 og anden høj orden stadig og påvirker den tværgående forskydningsinterferens mellem ±1 orden, hvilket resulterer i tydelig forskel i interferogramkontrast ved forskellige observationspositioner. Derfor kan bølgefrontdetektion kun udføres ved en begrænset Tabor-afstand og dens heltalsmultipel, hvilket begrænser valget af forskydningshastighed.

Forfatteren foreslår enfire-bølge tværgående forskydningsinterferens bølgefrontdetektionssystem baseret på tilfældigt kodet blandet gitter, og udfører dybdegående forskning i tilfældigt kodet blandet gitter, introducerer designprincippet og kodningsmetoden for tilfældigt kodet blandet gitter, og sammenligner dets Fraunhofer-diffraktionslysfeltfordeling med MHM og fasegitter. Det har vist sig, at der kun eksisterer fire ordener i diffraktionsfeltet for tilfældigt kodet hybridgitter. Baseret på gitterligningen og den geometriske relation analyseres og bestemmes systemparametrene såsom indfaldsstråleåbning, gitterafstand og observationsafstand. Fjernfeltpletfordelingen og fire-bølge tværgående forskydningsinterferogram for det tilfældigt kodede blandede gitter og MHM opnået ved eksperimenter er angivet henholdsvis, hvilket viser den åbenlyse fordel ved tilfældigt kodet blandet gitter i fire-bølge tværgående forskydningsinterferogram.