Brevet d'invention d'un capteur de front d'onde à taux de cisaillement variable basé sur un réseau hybride à codage aléatoire (2)

La présente invention permet de modifier le taux de cisaillement via le dispositif de transmission comme suit :

Pendant le processus de mesure, la partie rotative est ajustée dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre le long de la direction de l'axe optique, puis le support du réseau est entraîné par la vis pour se déplacer linéairement le long de la direction de l'axe optique dans la plage de distance spécifiée à l'intérieur ducapteur, ce qui amène la distance entre le réseau hybride à codage aléatoire et le CCD à changer continuellement ; le front d'onde à mesurer diffracte après avoir traversé le réseau hybride à codage aléatoire pour générer quatre sous-fronts d'onde avec des inclinaisons, et un motif d'interférence de cisaillement latéral à quatre fronts d'onde est généré sur le plan image et collecté par le CCD. Étant donné que le taux de cisaillement du motif d'interférence est déterminé par la distance entre le réseau hybride à codage aléatoire et le CCD, le capteur peut réaliser un réglage continu du taux de cisaillement d'interférence de cisaillement latéral.

Le taux de cisaillement β du capteur de la présente invention est : où D est l'ouverture du faisceau incident, λ est la longueur d'onde de la lumière incidente, d est le pas du réseau et H est l'épaisseur du réseau de phase ; L est la distance entre le réseau hybride à codage aléatoire et le CCD, et sa plage de réglage est de 0,8 mm à 11 mm. Puisqu'une certaine distance est requise entre le réseau et le CCD pour protéger le CCD, une distance minimale de 0,8 mm est requise et la plage β du taux de cisaillement correspondante est de 0,0155 à 0,1937.

La présente invention doit utiliser différents taux de cisaillement pour des fronts d'onde présentant différentes quantités de distorsion afin d'équilibrer la précision et la sensibilité. Pour les fronts d'onde avec des valeurs PV (Peak-to-Valley) plus élevées, un faible taux de cisaillement est nécessaire pour garantir la précision. Pour les fronts d'onde avec des valeurs PV plus petites, un taux de cisaillement élevé peut être sélectionné de manière appropriée pour augmenter la sensibilité. Comparé à un système avec un taux de cisaillement immuable, un seul taux de cisaillement ne peut pas être appliqué à plusieurs types de fronts d'onde, tandis qu'un capteur de front d'onde avec un taux de cisaillement variable peut être utilisé pour une mesure précise du front d'onde d'un plus grand nombre d'objets, et le dispositif de réglage est simple et flexible.

Les effets bénéfiques de la présente invention sont les suivants :

Le capteur de front d'onde à taux de cisaillement variable basé sur le réseau hybride à codage aléatoire proposé par la présente invention peut ajuster avec précision la distance entre le réseau hybride à codage aléatoire et le CCD en ajustant les parties de transmission sur le capteur de front d'onde. Sur la base de la mesure originale du réseau de codage aléatoire du front d'onde déformé, le taux de cisaillement du motif d'interférence de cisaillement latéral à quatre fronts d'onde peut être ajusté en continu. Le capteur de front d'onde présente une intégration élevée, une structure simple, un réglage pratique, une mesure flexible, une haute précision et une universalité améliorée.

La diffraction du réseau Fraunhofer n'a que quatre ordres de diffraction stricts, il n'y a donc pas besoin de fenêtre de sélection d'ordre et il n'y a pas d'effet Talbot sur la surface d'observation. La distance entre le réseau et le CCD détermine directement le taux de cisaillement. Le capteur présente une intégration élevée, une structure simple et un réglage pratique. En ajustant le réseau hybride à codage aléatoire pour avancer et reculer afin d'obtenir différents taux de cisaillement, l'interférence de cisaillement latéral à quatre fronts d'onde est réalisée, et le front d'onde transitoire peut être détecté en temps réel, et les cellules biologiques peuvent être détectées quantitativement en phase. La quantité de cisaillement réglable en continu permet aucapteur de front d'ondepour sélectionner le meilleur taux de cisaillement pour un front d'onde spécifique à mesurer, et la mesure est flexible, la précision de mesure est élevée et l'universalité est améliorée.

Extrait de : Brevet d'invention optoélectronique de Jingnaike