一种瞬态移相横向剪切干涉仪及测量方法技术

本发明专利技术公开了一种瞬态移相横向剪切干涉仪，包括线性偏振器、偏振分光板、平面反射镜、四分之一波片、成像透镜以及偏振相机，其中，所述线性偏振器设置于偏振分光板的上方，所述四分之一波片、成像透镜、偏振相机依次设置于所述偏振分光板的一侧，所述偏振分光板与X轴方向呈45°夹角，所述平面反射镜设置于偏振分光板下方并与偏振分光板平行。相应的，本发明专利技术还公开了瞬态移相横向剪切干涉仪的测量方法。通过本发明专利技术提供了一种测量速度快、剪切量任意可调的瞬态移相横向剪切干涉仪。

A transient phase-shifting transverse shear interferometer and its measurement method

【技术实现步骤摘要】
一种瞬态移相横向剪切干涉仪及测量方法
本专利技术涉及测量
，尤其涉及一种瞬态移相横向剪切干涉仪及测量方法。
技术介绍
随着现代精密测量技术的快速发展，光学干涉测量技术得到广泛应用，例如用干涉法实现波面测量的技术方案。现有技术中，横向剪切干涉仪(LSI)可避免引入参考波面，仅通过原始波面与剪切波面进行干涉来实现波面测量。但其大多数系统不适用于非相干光，并且在测量中要根据被测波面的孔径、动态范围、灵敏度、测量精度来确定合适的固定剪切量，对于畸变较大的被测波面需要较小的剪切量，增加剪切量又将导致实际干涉区域和空间分辨率降低。目前的Mach-Zehnder干涉仪其的剪切量通常由剪切干涉仪的参数预先确定，例如光栅周期、板厚和倾斜度等参数，该干涉仪虽可调整剪切量，但其装置复杂、笨重、通用性差。基于交叉光栅的四波横向剪切干涉仪对光源的带宽没有要求，但由于横向采样分辨率低，导致其图像分辨率受到很大的限制。相移干涉技术(PSI)也应用于横向剪切干涉仪(LSI)中并通过各种相移机制来获得准确的波面，例如楔形板、双光栅步进器、偏振移相器和液晶相位可变延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，包括线性偏振器、偏振分光板、平面反射镜、四分之一波片、成像透镜以及偏振相机，其中，所述线性偏振器设置于偏振分光板的上方，所述四分之一波片、成像透镜、偏振相机依次设置于所述偏振分光板的一侧，所述偏振分光板与X轴方向呈45°夹角，所述平面反射镜设置于偏振分光板下方并与偏振分光板平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，包括线性偏振器、偏振分光板、平面反射镜、四分之一波片、成像透镜以及偏振相机，其中，所述线性偏振器设置于偏振分光板的上方，所述四分之一波片、成像透镜、偏振相机依次设置于所述偏振分光板的一侧，所述偏振分光板与X轴方向呈45°夹角，所述平面反射镜设置于偏振分光板下方并与偏振分光板平行。


2.如权利要求1所述的瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，所述偏振分光板的分光面位于所述平面反射镜的一侧，通过任意调整所述偏振分光板与平面反射镜的间距，实现剪切比为从0到1范围中的任意值。


3.如权利要求2所述的瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，调整的剪切比为β＝u/T，其中，u为横向剪切量，T为被测波面的孔径大小。


4.如权利要求1所述的瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，被测波面经过所述线性偏振器进入所述偏振分光板，将光束分为透射光p和反射光s，并将透射光p和反射光s分别作为剪切波面和原始波面，透射光p经所述平面反射镜的反射后，再次经过偏振分光板后的透射光p与反射光s保持光路的同向，所述透射光p与反射光s为横向剪切量为u的光波，所述透射光p和反射光s再经过所述四分之一波片4后变为两个旋向相反的圆偏振光，两个旋向相反的圆偏振光经过成像透镜后被偏振相机采集，并获取4幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图。


5.如权利要求4所述的瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，所述瞬态移相横向剪切干涉仪还包括重构模块，用于基于波前重构算法对获取的瞬态移相干涉图进行波前重构，并获取被测波面的信息。


6.如权利要求5所述的瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，所述重构模块包括第一计算单元，用于根据琼斯矩阵计算经过所述四分之一波片后的原始波面(Eot,x)和剪切波面(Est,x)，其中，所述原始波面(Eot,x)和剪切波面(Est,x)用式(1)表示如下：



其中，u是横向剪切量，k是波数，A′ot,x和A′st,x是相应的琼斯矩阵系数。


7.如权利要求6所述的瞬态移相横向剪切干涉仪，其特征在于，所述重构模块还包括第二计算单元，用于根据琼斯矩阵计算通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王道档，古志雄，孔明，许新科，赵军，刘维，郭天太，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33