4파장 횡방향 전단 간섭계 파면 검출을 위한 무작위 코딩 하이브리드 격자 설계

가로 전단 간섭기술은 파면 자체를 사용하여 전위 간섭을 수행하여 파면의 위상을 직접 측정합니다. 공통 채널 시스템을 채택하고 참조 빔이 없기 때문에 간섭 무늬가 안정적이고 강력한 간섭 방지 능력이 있습니다. 간단한 기기 구조로 짧은 일관성 길이의 빔 품질 감지에 사용할 수 있습니다. 위의 장점을 바탕으로 횡전단 간섭계 기술은 광학 재료 및 부품의 검사 및 측정, 빔 특성 및 매개변수 감지, 광학 시스템의 교정, 검사 및 평가에 일반적으로 사용됩니다.

전통적인 가로 전단 간섭계는 파면 분할기로 플레이트 또는 프리즘을 사용하고 x 및 y 방향을 따라 완전히 직교하는 가로 전단 간섭계를 생성하기 위해 두 개의 광학 시스템이 필요하며 시스템 구조가 상대적으로 복잡합니다. 십자가 격자판횡전단 간섭계x 방향과 y 방향으로 동시에 회절할 수 있고 서로 다른 차수의 회절광을 생성할 수 있는 분할 요소로 2차원 교차 격자를 사용합니다. 그러면 차수 선택창에서는 회절된 빛을 선택하여 x, y 방향의 ±1개의 빛만 통과시키고 다른 차수는 차단됩니다. 마지막으로 순서 선택 창을 통해 4개의 광선 사이에 전단 간섭이 발생합니다. 교차 격자 횡격자 간섭계는 두 직교 방향의 전단 간섭계를 직접 획득하여 과도 파면의 실시간 검출을 실현할 수 있지만 계층적 선택 창이 존재하면 시스템 조정 구조가 복잡해집니다. 기기 조정 과정에서는 x 및 y 방향의 레벨 1 빛만 창을 통과하고 다른 레벨은 완전히 차단되도록 해야 합니다. 따라서 기기 조정 메커니즘의 정밀도가 높고 조정이 어렵습니다. 게다가 차수 선택 창의 크기는 측정할 수 있는 파면 왜곡의 범위에 영향을 미칩니다. 또한 차수 선택 창의 위치와 크기도 4개의 빔 사이의 횡방향 전단 간섭에 영향을 미치므로 과도 파면 감지의 정확도가 감소합니다. 이제 일반적인 4파장 횡전단 간섭계는 수정된 Hartmann 템플릿(MHM)을 분할 요소로 사용하며, 차수 선택 창 없이 검출할 파면의 위상 정보를 얻을 수 있습니다. 스펙트럼 요소 MHM은 체커보드 위상 격자와 진폭 격자로 구성됩니다. 위상 격자의 주기는 진폭 격자의 주기의 두 배이고 진폭 격자의 듀티 사이클은 2:3입니다. MHM의 회절광장에서 짝수차광과 ±3차 회절광은 잘 제거될 수 있습니다. 그러나 ±5, ±7, ±11 및 기타 고차의 회절광은 여전히 ​​존재하며 ±1 차 사이의 횡방향 전단 간섭에 영향을 미치므로 서로 다른 관찰 위치에서 간섭무늬 대비에 명백한 차이가 나타납니다. 따라서 파면 검출은 제한된 Tabor 거리와 정수 배수에서만 수행할 수 있으며, 이는 전단 속도 선택을 제한합니다.

저자는 다음을 제안한다.4파장 횡전단 간섭 파면랜덤 코딩 혼합 격자 기반 검출 시스템, 랜덤 코딩 혼합 격자에 대한 심도 있는 연구를 수행하고, 랜덤 코딩 혼합 격자의 설계 원리 및 코딩 방법을 소개하고, 프라운호퍼 회절 광장 분포를 MHM 및 위상 격자와 비교합니다. 무작위로 코딩된 하이브리드 격자의 회절장에는 단지 4개의 차수가 존재하는 것으로 밝혀졌습니다. 격자 방정식과 기하학적 관계를 기반으로 입사 빔 조리개, 격자 거리 및 관찰 거리와 같은 시스템 매개변수를 분석하고 결정합니다. 실험을 통해 얻은 랜덤 코드 혼합 격자와 MHM의 원거리 스폿 분포와 4파 횡 전단 간섭계가 각각 주어지며, 이는 4파 횡 전단 간섭계에서 랜덤 코드 혼합 격자의 명백한 장점을 보여줍니다.