ランダムコード化ハイブリッドグレーティングに基づく可変せん断速度波面センサーの発明特許（1）

技術分野

本発明は、可変せん断速度に関する。波面センサーランダムコーディングされたハイブリッド回折格子に基づいており、主に光波面検出と定量的位相検出の分野に関与します。

背景技術

横方向せん断技術は、共通経路せん断干渉の原理に基づいています。追加の参照光路を必要とせず、強力な抗干渉能力、良好な免震効果、および高い安定性を備えています。一般的な検出環境で高精度な検出が可能であり、光学系の収差、球面・非球面形状、生体細胞の位相情報の計測に適しています。

従来の横方向シアリング干渉計は、元の波面を再構成するために、厳密に直交する 2 つの横方向シアリング干渉パターンを収集する必要があります。関係する光路構造は比較的複雑であり、調整プロセスは面倒であるため、計測や汎用検出には役に立ちません。 4 波面ラテラル シアリング干渉計は、単一の画像を使用して 2 つの直交方向のシアリング干渉パターンを取得できます。これにより、光路構造が大幅に簡素化され、機器のサイズが縮小され、測定操作の困難さが大幅に軽減され、統合と機器の導入が容易になります。 4 つの波面の共通の経路特性により、干渉縞は非常に安定しており、一般的な環境での検出がより容易になります。 4 波面ラテラル シアリング干渉計の鍵と難しさは、4 つのサブ波面を生成する回折格子の設計にあります。

既存の4波面ラテラル シアリング干渉計には、クロス グレーティング ラテラル シアリング干渉計、改良されたハルトマン テンプレート ラテラル シアリング干渉計 (MHM)、およびランダム コード化ハイブリッド グレーティングが含まれます。クロスグレーティングの分光効果により、測定する波面に対して直交する 2 方向に複数の回折次数が生成されますが、1 次の回折光を選択するには次数選択ウィンドウが必要です。高精度な波面検出が可能ですが、装置の調整機構には非常に高い精度が要求され、検出操作が複雑になります。 MHM はクロス グレーティングに基づいて位相グレーティングを導入し、無関係な次数のほとんどを抑制します。オーダー選択画面が不要で、構造がコンパクトで、調整が便利であることが利点です。ただし、残りの±5次と±7次は依然として4波面干渉と干渉し、観察面を調整してシアーレートを設定する際にはタルボット効果があるため、この時点では比較的理想的な4波面干渉しか得られません。特定の位置でのせん断速度を完全に任意に設定することはできません。光束制約に基づいてランダムにコード化されたハイブリッド回折格子は、位相調整のために振幅回折格子と位相回折格子を使用します。注文選択ウィンドウは必要ありません。回折光には同一のサブ波が 4 つだけ含まれており、これを 4 つの波面横方向シアリング干渉に使用できます。ランダムにコード化された回折格子と CCD の間の距離を調整できないデバイスの場合、その検出対象の多様性は制限されます。したがって、より汎用的に高精度な波面検出を行うためには、任意のせん断速度を実現できる波面センサーデバイスを提案する必要がある。

発明の内容

本発明の目的は、従来技術の欠点を克服し、ランダムにコード化されたハイブリッド格子に基づく可変剪断速度波面センサを提供することである。

可変せん断速度波面センサーランダムにコード化されたハイブリッド回折格子に基づく。可変せん断速度を実現できる伝達装置は既存のセンサーに基づいて設計されます。具体的には、送信デバイス、ランダム符号化ハイブリッド回折格子、整合器、および CCD が含まれます。伝達装置は、回転部、格子取付部、ネジを備え、回転部の内輪にはネジ山付きの螺旋線が設けられている。整合治具の上部は回転部と回折格子取り付け部の間に配置され、下部は送信装置全体をCCDに固定するために使用されます。回転部の内壁には長尺の溝が開けられ、グレーチング取付部の外壁にはネジ穴が開けられ、ネジで回転部と合わせ金具を固定し、他端はグレーチング取付部の外壁に設けられています。ネジは回転部分の内壁の溝に配置され、ランダムコーディングされたハイブリッド格子は、CCDに近い格子取り付け部分の一端に配置されます。

抜粋: Jingnaike オプトエレクトロニクス発明特許