一种波前提取算法及采用该算法的剪切干涉仪制造技术

本发明专利技术涉及光学测量领域，具体涉及一种波前提取算法及采用该算法的剪切干涉仪，其算法将x坐标的相位差分成第一奇数阶项和第一偶数阶项，再分别计算出x坐标波前的偶阶项和奇阶项，最后与y轴的波前计算总和既可以得到波前，有效的简化了提取流程；其相应的剪切干涉仪也仅通过一个分束立方体调节待测光束的相移，实现了超快光束波前的提取，简化了仪器结构，使得对激光光束的波前提取更为简单。

A wavefront extraction algorithm and a shearing interferometer using the algorithm

The invention relates to the field of optical measurement, in particular to a wavefront extraction algorithm and a shearing interferometer adopting the algorithm. The algorithm divides the phase difference of the x-coordinate into the first odd order term and the first even order term, and then calculates the even order term and the odd order term of the x-coordinate wavefront respectively. Finally, the wavefront can be obtained by the sum of the wavefront calculation of the y-axis, which effectively simplifies the extraction process; the corresponding By adjusting the phase shift of the beam to be measured with only one beam splitting cube, we can extract the wavefront of the ultrafast beam, simplify the structure of the instrument, and make the extraction of the wavefront of the laser beam more simple.

【技术实现步骤摘要】
一种波前提取算法及采用该算法的剪切干涉仪
本专利技术涉及光学测量领域，具体而言，涉及一种波前提取算法及采用该算法的剪切干涉仪。
技术介绍
波前测量技术和波前提取算法在现代物理学、生物医学以及工程技术等领域发挥着越来越重要的作用。尤其在光束准直性测量、光学系统波像差测量和光学元件表面面形测量等领域具有重要的实用价值。尤其在实现超快光束波前提取时，超快光束如飞秒激光的光程短，激发频率高，要实现光束相干后提取波前的难度相当复杂且相应的剪切干涉仪结构紧密复杂，工艺难度大。可见，现有的波前提取算法其计算步骤较为繁琐，相应剪切干涉仪结构与光路器件也精密复杂，很难直观且简便的实现波前提取。因此现有的技术存在不足。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了波前提取算法及剪切干涉仪，至少解决了目前波前提取算法和波前测量仪器结构较为复杂的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种波前提取算法，包括以下步骤：S1.提取待测光束的x坐标的相位差；S2.将所述x坐标的相位差分成第一奇数阶项和第一偶数阶项；S3.通过所述第一奇数阶项计算波前的x坐标偶阶项，通过所述第一偶数阶项计算波前的x坐标奇阶项；S4.通过剪切方向为y轴的相位差计算剪切方向为y轴的波前；S5.计算所述波前的x坐标偶阶项与所述波前的x坐标奇阶项与所述y轴的波前的总和。优选的，所述步骤S4包括：S41.提取所述待测光束剪切方向为y轴的相位差；S42.将所述剪切方向为y轴的相位差分成第二奇数阶项和第二偶数阶项；S43.通过所述第二奇数阶项计算波前的y坐标偶阶项，通过所述第二偶数阶项计算波前的y坐标奇阶项；S44.计算所述波前的y坐标偶阶项与所述波前的y坐标奇阶项的总和。优选的，所述步骤S1后还包括以下步骤：S11.对所述x坐标的相位差进行相位解缠。优选的，所述步骤S11后还包括以下步骤：S12.将解缠完成的所述x坐标的相位差拟合泽尔尼克多项式。优选的，所述步骤S1之前后还包括以下步骤：Q1.以π/2为相移的增量，相移光路中的剪切干涉仪，使待测光束产生干涉图；Q2.通过所述干涉图的光束强度总和提取出所述待测光束的x坐标的相位差。优选的，所述相移为沿y轴方向平移，所述相移的次数为4次。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供一种适用上述任意一项波前提取算法的剪切干涉仪，包括分束立方体以及与所述分束立方体光路连接的成像设备，其特征在于，还包括支撑所述分束立方体的调控支架；所述分束立方体的姿态由所述调控支架控制。优选的，所述调控支架包括三维倾斜模块和三维移动模块。优选的，还包括设置在光源与所述分束立方体的光路之间的滤镜。优选的，所述成像设备包括ccd成像器与显示器；所述显示器与所述ccd成像器电连接并显示其上的干涉图像。在本专利技术实施例中将x坐标的相位差分成第一奇数阶项和第一偶数阶项，再分别计算出x坐标波前的偶阶项和奇阶项，最后与y轴的波前计算总和既可以得到波前，有效的简化了提取流程，其相应的剪切干涉仪也仅通过一个分束立方体调节待测光束的相移，简化了超快光束波前提取仪器结构，使得对激光光束的波前提取更为简单。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术波前提取算法的主要流程示意图；图2为本专利技术剪切干涉仪的结构示意图；图3为现有技术中单一光学元件的剪切干涉仪的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术说明书的附图1-附图3，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、算法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、算法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如附图3所示，现有的剪切干涉仪采用单一的光学元件构成，可以提取波前,干涉光束的光程差是不过a+by不会扫过0，其设备不能用于超快光束。有更复杂的剪切干涉仪配置能使a+by扫过0。但现在没有单一光学元件能做到。具体的，因为超快光束的时间相干性很短(通常情况下只有几飞秒)，现有技术的光学元件的光程差无法扫过0则兩个超快光束基本上不会干涉，故现有技术的剪切干涉仪是无法提取超快光束的波前。可见，现有的单一光学元件的剪切干涉仪不能测量超快光束的波前。实施例1一种波前提取算法，包括以下步骤：S1.提取待测光束的x坐标的相位差；S2.将所述x坐标的相位差分成第一奇数阶项和第一偶数阶项；S3.通过所述第一奇数阶项计算波前的x坐标偶阶项，通过所述第一偶数阶项计算波前的x坐标奇阶项；S4.通过剪切方向为y轴的相位差计算剪切方向为y轴的波前；S5.计算所述波前的x坐标偶阶项与所述波前的x坐标奇阶项与所述y轴的波前的总和。优选的，所述步骤S4包括：S41.提取所述待测光束剪切方向为y轴的相位差；S42.将所述剪切方向为y轴的相位差分成第二奇数阶项和第二偶数阶项；S43.通过所述第二奇数阶项计算波前的y坐标偶阶项，通过所述第二偶数阶项计算波前的y坐标奇阶项；S44.计算所述波前的y坐标偶阶项与所述波前的y坐标奇阶项的总和。优选的，所述步骤S1后还包括以下步骤：S11.对所述x坐标的相位差进行相位解缠。优选的，所述步骤S11后还包括以下步骤：S12.将解缠完成的所述x坐标的相位差拟合泽尔尼克多项式。尼克多项式:在这aj是系數，Zj(x,y)是泽尔尼克多项式(Nollindexj)。在这总计达36项(多项式达7阶)，但我们可以添加更多项。优选的，所述步骤S1之前后还包括以下步骤：Q1.以π/2为相移的增量，相移光路中的剪切干涉仪，使待测光束产生干涉图；Q2.通过所述干涉图的光束强度总和提取出所述待测光束的x坐标的相位差。优选的，所述相移为沿y轴方向平移，所述相移的次数为4次。实施例2如图1所示，为了解决上述问题，本申请还提供一种适用上述任本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波前提取算法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.提取待测光束的x坐标的相位差；/nS2.将所述x坐标的相位差分成第一奇数阶项和第一偶数阶项；/nS3.通过所述第一奇数阶项计算波前的x坐标偶阶项，通过所述第一偶数阶项计算波前的x坐标奇阶项；/nS4.通过剪切方向为y轴的相位差计算剪切方向为y轴的波前；/nS5.计算所述波前的x坐标偶阶项与所述波前的x坐标奇阶项与所述y轴的波前的总和。/n

【技术特征摘要】
1.一种波前提取算法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.提取待测光束的x坐标的相位差；
S2.将所述x坐标的相位差分成第一奇数阶项和第一偶数阶项；
S3.通过所述第一奇数阶项计算波前的x坐标偶阶项，通过所述第一偶数阶项计算波前的x坐标奇阶项；
S4.通过剪切方向为y轴的相位差计算剪切方向为y轴的波前；
S5.计算所述波前的x坐标偶阶项与所述波前的x坐标奇阶项与所述y轴的波前的总和。


2.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41.提取所述待测光束剪切方向为y轴的相位差；
S42.将所述剪切方向为y轴的相位差分成第二奇数阶项和第二偶数阶项；
S43.通过所述第二奇数阶项计算波前的y坐标偶阶项，通过所述第二偶数阶项计算波前的y坐标奇阶项；
S44.计算所述波前的y坐标偶阶项与所述波前的y坐标奇阶项的总和。


3.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，所述步骤S1后还包括以下步骤：
S11.对所述x坐标的相位差进行相位解缠。


4.根据权利要求3所述的算法，其特征在于，所述步骤S11后还包括以下步骤：
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：林亮，郭春雷，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22