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专利号: 2019103843045
申请人: 南京理工大学紫金学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于后向反射器剪切干涉的准直波前测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:待测准直波前分别经过楔形平板的前后两个表面反射,通过后向反射器返回后在CCD上形成剪切干涉条纹;

步骤2:采用四步相移法求解干涉条纹的相位分布,相位步进量定为 估算形成剪切干涉条纹的两支光束的光程差WOPD(x)的常数分量 以该常量为基础设定可调谐激光器的波长步进以实现移相量的标定;

步骤3:采集四幅相位间隔为π/2的干涉图,得到剪切干涉条纹的光程差分布,根据剪切量的大小分别采用积分法或待定系数法测量准直波前。

2.根据权利要求1所述的基于后向反射器剪切干涉的准直波前测量方法,其特征在于,所述步骤1包括如下步骤:步骤2-1:以待测准直波面的中心为坐标原点建立xoy坐标系,准直波前表示为W(x),x∈[a,d],其中x=a及x=d为波面的边界位置。定义x=b及x=d为波面上的两个位置,且波面的x∈[a,c]部分及x∈[b,d]部分分别经过楔形平板的前后两个表面反射后形成波面WAC及WBD;

步骤2-2:这两组波面完全进入后向反射器并反射成为 及 再由楔形平板反射后形成剪切波面W′AC(x),x∈[a,c]及W′BD(x),x∈[b,d];

步骤2-3:根据后向反射器对入射波面的反射,W′AC(x)及W′BD(x)分别表示为:W′AC(x)=-W(a+c-x)+CAC,x∈[a,c]W′BD(x)=-W(b+d-x)+CBD,x∈[b,d]CAC及CBD为常数,两者之间的剪切量为S=b+d-a-c,光程差函数为WOPD(x)=W′BD(x)-W′AC(x),相位分布为 其中λ为波长,形成剪切干涉条纹的光强表达式为其中Ibg(x)和C(x)分别为干涉条纹背景和调制度。

3.根据权利要求1所述的基于后向反射器剪切干涉的准直波前测量方法,其特征在于,所述步骤2包括如下步骤:步骤3-1:对于波长可调谐的激光干涉条纹,Δλ的波长变化量引起的相位变化其中λ0为中心波长,令光程差 其中是WOPD(x)的常数分量,W'OPD(x)是WOPD(x)的非常数分量,且当 时,定值的波长变化量产生的相位变化量亦是定值;

步骤3-2:采用四步相移法求解干涉条纹的相位分布,相位步进量定为 得到波长变化量步骤3-3:综合楔板的倾角、楔角及后向反射器的相对位置等综合因素估算形成剪切干涉条纹的两支光束的光程差WOPD(x)的常数分量 用下式表示:得到定值的波长变化量Δλ,其中L1、L2为后向反射器的位置参数,α为楔板前表面的方位角, 为楔角,h为楔板的厚度参数,AB为(a,0)到(b,0)两点的距离。

4.根据权利要求1所述的基于后向反射器剪切干涉的准直波前测量方法,其特征在于,所述步骤3包括如下步骤:步骤4-1:采集四幅相位间隔为π/2的干涉图,其光强分布分别为I1(x)、I2(x)、I3(x)及I4(x),从而解得剪切干涉条纹的光程差分布:-1

其中,λ0为中心波长,tan 为反正切函数。

步骤4-2:当剪切量很小,即b+d、a+c接近0时,采用积分法实现准直波前的测量,光程差函数可以看成是W(x)的微分 得到待测的准直波面为其中S为剪切量;

步骤4-3:当剪切量较大时,设干涉系统出射的一维波面W(x)用多项式表示,即光程差函数 可知WOPD(x)用x的nMax-1阶函数表示,即 建立上面两式的相等关系,an由系数bn及剪切量求得,an=f(bn,a,b,c,d),即测得待求准直波前