Conception de réseau hybride codé aléatoirement pour la détection de front d'onde interférométrique à cisaillement transversal à quatre ondes

Interférence de cisaillement transversalLa technologie utilise le front d'onde lui-même pour effectuer des interférences de dislocation, de manière à obtenir une mesure directe de la phase du front d'onde, car elle adopte un système de canal commun, sans faisceau de référence, de sorte que la frange d'interférence est stable, forte capacité anti-interférence, structure d'instrument simple, peut être utilisée pour la détection de la qualité du faisceau de courte longueur de cohérence. Sur la base des avantages ci-dessus, la technique d'interférométrie à cisaillement transversal est couramment utilisée dans l'inspection et la mesure de matériaux et composants optiques, la détection des propriétés et paramètres du faisceau, l'étalonnage, l'inspection et l'évaluation des systèmes optiques.

L'interféromètre à cisaillement transversal traditionnel utilise une plaque ou un prisme comme séparateur de front d'onde et nécessite deux systèmes optiques pour générer l'interférogramme de cisaillement transversal absolument orthogonal le long des directions x et y, et la structure du système est relativement complexe. La grille croiséeinterféromètre à cisaillement transversalutilise un réseau transversal bidimensionnel comme élément de séparation, qui peut diffracter dans les directions x et y en même temps, et produire une lumière diffractée de différents ordres. Ensuite, la fenêtre de sélection d'ordre sélectionne la lumière diffractée, de sorte que seule la lumière ±1 dans les directions x et y passe à travers et que les autres ordres soient bloqués. Enfin, une interférence de cisaillement se produit entre les quatre faisceaux de lumière à travers la fenêtre de sélection d'ordre. Bien que l'interféromètre de cisaillement transversal à réseau croisé puisse obtenir directement un interférogramme de cisaillement de deux directions orthogonales pour réaliser une détection en temps réel du front d'onde transitoire, l'existence d'une fenêtre de sélection hiérarchique conduit à une structure d'ajustement du système complexe. Lors du processus de réglage de l'instrument, il est nécessaire de s'assurer que seule la lumière de niveau 1 dans les directions x et y passe à travers la fenêtre et que les autres niveaux sont complètement bloqués. Par conséquent, la précision du mécanisme de réglage de l'instrument est élevée et le réglage est difficile. De plus, la taille de la fenêtre de sélection d’ordre affectera la plage de distorsion du front d’onde pouvant être mesurée. De plus, la position et la taille de la fenêtre de sélection d'ordre affecteront également l'interférence de cisaillement transversal entre les quatre faisceaux, réduisant ainsi la précision de la détection du front d'onde transitoire. Désormais, l'interféromètre de cisaillement transversal à quatre ondes commun utilise le modèle Hartmann modifié (MHM) comme élément de séparation, et les informations de phase du front d'onde à détecter peuvent être obtenues sans la fenêtre de sélection d'ordre. L'élément spectral MHM est constitué d'un réseau de phase en damier et d'un réseau d'amplitude. La période du réseau de phase est le double de celle du réseau d'amplitude, et le rapport cyclique du réseau d'amplitude est de 2:3. La lumière d'ordre pair et la lumière diffractive d'ordre ± 3 dans le champ de lumière diffractive du MHM peuvent être bien éliminées. Cependant, la lumière de diffraction de ±5, ±7, ±11 et d'autres ordres élevés existe toujours et affecte l'interférence de cisaillement transversal entre l'ordre de ±1, ce qui entraîne une différence évidente de contraste de l'interférogramme à différentes positions d'observation. Par conséquent, la détection du front d’onde ne peut être effectuée qu’à une distance Tabor limitée et son multiple entier, ce qui limite le choix du taux de cisaillement.

L'auteur propose unfront d'onde d'interférence de cisaillement transversal à quatre ondessystème de détection basé sur un réseau mixte codé aléatoirement, et effectue des recherches approfondies sur les réseaux mixtes codés aléatoirement, présente le principe de conception et la méthode de codage du réseau mixte codé aléatoirement, et compare sa distribution de champ lumineux de diffraction Fraunhofer avec le MHM et le réseau de phase. On constate qu'il n'existe que quatre ordres dans le champ de diffraction d'un réseau hybride codé de manière aléatoire. Sur la base de l'équation du réseau et de la relation géométrique, les paramètres du système tels que l'ouverture du faisceau incident, la distance du réseau et la distance d'observation sont analysés et déterminés. La distribution de points en champ lointain et l'interférogramme de cisaillement transversal à quatre ondes du réseau mixte codé aléatoirement et le MHM obtenus par les expériences sont donnés respectivement, ce qui montre l'avantage évident du réseau mixte codé aléatoirement dans l'interférogramme de cisaillement transversal à quatre ondes.