[發明專利]液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710100607.0
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106950035B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 趙自新;肖昭賢;張航瑛;趙宏
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王萌

1.液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法，以消除環境振動或空氣湍流引起的條紋抖動對測量的影響，其特征在于：包括以下步驟：

(1)設計空間光調制器的組合灰度圖，其中，在空間光調制器上加載的灰度圖分為三部分，其中一半屏幕加載二元垂直的衍射光柵，另一半屏幕分為上下兩部分，均加載均勻的灰度級，上下兩部分分別為測量區域和參考區域，其中，參考區域加載零灰度級，測量區域從零灰度級逐步增加至255；

(2)采集光束：將從激光中發出的激光光束經擴束、濾波、準直為平行光束后，經偏振器得到振動方向平行于液晶分子長軸的線偏振光，偏振光入射到空間光調制器，由CCD相機采集：由液晶光柵衍射的+1級光，分別與經過相位調制的出射光束，以及沒有經過相位調制的出射光束相互干涉產生的干涉條紋圖像；

(3)計算空間光調制器的相位調制量

根據以下公式采用相對條紋移動法在錯位條紋圖上計算測量區域的相位調制量δ：

δ＝2π(Δ/Λ)

其中，Δ和Λ分別為條紋相對移動量和條紋周期寬度。

2.根據權利要求1所述的液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法，其特征在于：條紋周期寬度Λ的計算方法為：因為干涉條紋是沿水平分布的，作垂直掃描線穿過各條紋，掃描線與M個條紋的中心線分別交于P₀,P₁，…P_M點，則條紋間距矢量為V＝(P_M-P_M-1，…P₂-P₁，P₁-P₀)，條紋周期寬度Λ為：

V_i為第i個條紋的條紋間距矢量。

3.根據權利要求1所述的液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法，其特征在于：條紋相對移動量Δ的計算方法為：當左右兩組干涉條紋產生垂直方向的相對移動時，判斷條紋移動方向，兩條垂直掃描線分別穿過靜止條紋和移動條紋，與每條干涉條紋中心線的交點分別為P₀,P₁，…P_M和S₀,S₁,…S_M，則條紋位移矢量為T＝(P₀-S₀,P₁-S₁,…P_M-S_M)，條紋相對移動量Δ為：

M為條紋的數量，T_i為第i個條紋的條紋位移矢量。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法，其特征在于：步驟(1)中加載二元垂直的衍射光柵，對于衍射光柵的灰度級選擇，將其中一組條紋設置為零灰度級，剩下的條紋灰度級設置為128。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法，其特征在于：步驟(2)中，采用顯微物鏡進行擴束，采用針孔進行濾波，采用準直透鏡進行準直，其中，針孔同時位于顯微物鏡(2)的焦點位置和準直透鏡(4)的焦點位置。

6.一種基于權利要求1至5中任一項所述的一種液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法的測量裝置，其特征在于：依次設置的激光器(1)、顯微物鏡(2)、針孔(3)、準直透鏡(4)、偏振器(5)、反射式空間光調制器(6)、CCD相機(7)；所述激光器(1)、顯微物鏡(2)、針孔(3)、準直透鏡(4)、偏振器(5)同軸設置，反射式空間光調制器(6)與激光束形成一定的夾角，其中，針孔同時位于顯微物鏡(2)的焦點位置和準直透鏡(4)的焦點位置。

7.根據權利要求6所述的一種液晶光柵干涉測量空間光調制器相位調制特性的方法的測量裝置，其特征在于：所述激光器采用波長為532nm的綠色激光器。