[發明專利]基于朗奇剪切干涉儀的相位提取方法

有效

• 申請號: 201410360070.8
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104111120B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 吳飛斌;唐鋒;王向朝;李杰;李永
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 張澤純

1.一種基于朗奇剪切干涉儀的相位提取方法，該方法采用的檢測裝置是朗奇剪切干涉儀，該朗奇剪切干涉儀的結構包括：沿光源(1)輸出光束方向依次是聚焦透鏡(2)、散射光學元件(3)、一維衍射光柵板(4)、被測光學系統平臺、棋盤光柵(7)和二維光電傳感器(9)；所述的一維衍射光柵板(4)置于物面光柵位移臺(5)上，所述的棋盤光柵(7)置于像面光柵位移臺(8)上，所述的二維光電傳感器(9)與計算機(10)相連；其特征在于該方法的步驟如下：

①將被測光學系統(6)置于所述的被測光學系統平臺上，調整朗奇剪切干涉儀，使所述的光源(1)位于被測光學系統(6)的物方，選擇周期等于光源(1)的波長λ除以兩倍被測光學系統(6)的數值孔徑NA與剪切率s的乘積的像面棋盤光柵(7)，再選擇周期為被測光學系統(6)工作距離處的放大倍數乘以像面光柵(7)周期的一維衍射光柵板(4)；一維衍射光柵板(4)置于物面光柵位移臺(5)上，并調整到被測光學系統(6)的物面上，移動物面光柵位移臺(5)，將一維衍射光柵板(4)上的第一光柵(401)移入被測光學系統(6)的物方視場點位置；棋盤光柵(7)置于像面光柵位移臺(8)上，并調整到被測光學系統(6)的像面上，移動像面光柵位移臺(8)，將棋盤光柵(7)移入被測光學系統(6)的像方光路，所述的一維衍射光柵板由周期P_o且占空比為50％的兩個物面一維衍射光柵組成，分別是光柵線沿y方向的第一光柵(401)和光柵線沿x方向的第二光柵(402)，所述的棋盤光柵(701)放置成透光單元和遮光單元的對角線方向平行于x軸和y軸方向的狀態，沿x方向和y方向看都是朗奇光柵，占空比為50％；

②調整物面光柵位移臺(5)和像面光柵位移臺(8)，對準第一光柵(401)和棋盤光柵(701)，并調整二維光電傳感器(9)的位置，使探測面上獲得條紋清晰的干涉圖；

③像面光柵位移臺(8)沿x方向移動棋盤光柵(701)，移動9次，每次移動1/8光柵周期，每次移動后二維光電傳感器(9)采集一幅剪切干涉圖I_xk，其中根據9幅干涉條紋圖，按下列公式計算相位：

其中，為被測波前沿x方向的相位，代表被測波前在x方向上的梯度信息；

④移動所述的物面光柵位移臺(5)，將一維衍射光柵板(4)上的第二光柵(402)移入被測光學系統(6)的物方視場點位置，重新調整物面光柵位移臺(5)和像面光柵位移平臺(8)，對準第二光柵(402)和棋盤光柵(701)；

⑤像面光柵位移臺(8)沿y方向移動棋盤光柵(701)，移動9次，每次移動1/8光柵周期，每次移動后二維光電傳感器(9)采集一幅剪切干涉圖I_yk，其中根據9幅干涉條紋圖，按下列公式計算相位：

其中，為被測波前沿y方向的相位，代表被測波前在y方向上的梯度信息；

⑥對上述相位提取結果解包裹，分別得到x方向和y方向的差分波前ΔW_x和ΔW_y進行剪切干涉波前重建，獲得被測光學系統(6)波前。