랜덤 코딩된 하이브리드 격자를 기반으로 한 가변 전단율 파면 센서에 대한 발명 특허(1)

기술 분야

본 발명은 가변전단속도에 관한 것이다.파면 센서주로 광학 파면 검출 및 정량적 위상 검출 분야를 포함하는 랜덤 코딩 하이브리드 격자를 기반으로 합니다.

배경기술

측면 전단 기술은 공통 경로 전단 간섭의 원리를 기반으로 합니다. 추가적인 기준 광 경로가 필요하지 않으며 강력한 간섭 방지 능력, 우수한 지진 격리 효과 및 높은 안정성을 갖추고 있습니다. 일반적인 검출 환경에서 고정밀 검출이 가능하며 광학계 수차, 구면 및 비구면 표면 형상, 생물학적 세포 위상 정보 측정에 적합합니다.

기존의 측면 전단 간섭계는 원래의 파면을 재구성하기 위해 엄격하게 직교하는 두 개의 측면 전단 간섭 패턴을 수집해야 합니다. 관련된 광학 경로 구조는 상대적으로 복잡하고 조정 프로세스가 번거로워 계측 및 범용 감지에 도움이 되지 않습니다. 4파면 측면 전단 간섭계는 단일 이미지를 사용하여 두 직교 방향의 전단 간섭 패턴을 얻을 수 있으므로 광로 구조를 크게 단순화하고 장비 크기를 줄이며 측정 작업의 어려움을 크게 줄이고 통합 및 계측을 용이하게 할 수 있습니다. 4개 파면의 공통 경로 특성으로 인해 간섭 줄무늬가 매우 안정적이므로 일반 환경에서 감지하는 데 더 도움이 됩니다. 4파면 측면 전단 간섭계의 핵심이자 어려움은 4개의 하위 파면을 생성하는 격자의 설계에 있습니다.

기존4파면측면 전단 간섭계에는 교차 격자 측면 전단 간섭계, 개선된 Hartmann 템플릿 측면 전단 간섭계(MHM) 및 랜덤 코드 하이브리드 격자가 포함됩니다. 교차 격자의 분광 효과는 측정할 파면에 대해 두 개의 직교 방향에서 다중 회절 차수를 생성하지만 1차 회절광을 선택하려면 차수 선택 창이 필요합니다. 고정밀 파면 검출에 사용할 수 있지만 장비 조정 메커니즘은 매우 높은 정밀도 요구 사항을 가지며 검출 작업이 복잡합니다. 교차 격자를 기반으로 MHM은 관련 없는 차수를 대부분 억제하기 위해 위상 격자를 도입합니다. 주문 선택창이 필요 없고 구조가 컴팩트하며 조정이 편리한 것이 장점입니다. 그러나 나머지 ±5차와 ±7차는 여전히 4파면 간섭을 방해하게 되고 관찰면을 조정하여 전단율을 설정할 때 Talbot 효과가 발생하므로 에서는 상대적으로 이상적인 4파면 간섭만 얻을 수 있습니다. 특정 위치 및 전단 속도는 임의로 완전히 설정할 수 없습니다. 광속 제약을 기반으로 하는 무작위 코딩 하이브리드 격자는 위상 조정을 위해 진폭 격자와 위상 격자를 사용합니다. 주문 선택창이 필요하지 않습니다. 회절된 빛에는 4개의 동일한 하위 파동만 포함되어 있으며, 이는 4개의 파면 측면 전단 간섭에 사용할 수 있습니다. 무작위로 코딩된 격자와 CCD 사이의 거리를 조정할 수 없는 장치의 경우 감지 대상의 다양성이 제한됩니다. 따라서 보다 보편적인 고정밀 파면 검출을 위해 임의의 전단율을 달성할 수 있는 파면 센서 장치를 제안할 필요가 있습니다.

발명내용

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하고, 랜덤 코딩된 하이브리드 격자를 기반으로 하는 가변 전단율 파면 센서를 제공하는 것이다.

가변 전단율파면 센서무작위로 코딩된 하이브리드 격자를 기반으로 합니다. 기존 센서를 기반으로 가변 전단율을 구현할 수 있는 전달 장치를 설계했습니다. 구체적으로는 전송 장치, 랜덤 코딩 하이브리드 격자, 정합 장치 및 CCD를 포함합니다. 전송 장치는 회전 부분, 격자 장착 부분 및 나사를 포함하고, 회전 부분의 내부 링에는 나사산이 있는 나선형 선이 제공됩니다. 정합 고정구의 상부는 회전부와 격자 장착부 사이에 배치되고, 하부는 전체 전송 장치를 CCD에 고정하는 데 사용됩니다. 회전 부분의 내벽에 긴 스트립 홈이 열리고 격자 장착 부분의 외벽에 나사 구멍이 뚫려 있으며 나사는 회전 부분과 일치하는 고정 장치를 함께 고정하고 다른 쪽 끝은 나사는 회전 부분의 내벽의 홈에 배치됩니다. 랜덤 코딩된 하이브리드 격자는 CCD에 가까운 격자 장착 부분의 한쪽 끝에 배열됩니다.

출처 : 징나이케 광전자공학 발명 특허