[发明专利]一种变剪切比径向剪切干涉系统

说明书

本发明公开了一种变剪切比径向剪切干涉系统，用于对波前进行测量。包括剪切干涉单元、剪切比调控单元、波前探测单元。待测信号波前首先进入由一对多焦点光子筛构成的剪切干涉单元生成放大、缩小波前，之后经过剪切比调控单元控制剪切比变化，最后通过波前探测单元成像，获取径向剪切干涉图，后续可通过算法复原原始波前。本发明所公开的变剪切比径向剪切干涉系统，针对现有的径向剪切干涉的剪切比固定、需要独立搭建剪切系统的缺点，采用多焦点光子筛组合的方法提高剪切比可选择性。具有结构简单，测量方便等优点，也可对大口径、单发次的高能激光进行测量。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及到剪切干涉技术，尤其涉及一种基于光子筛系统的径向剪切干涉技术，面向大口径高能激光测量。

背景技术

皮秒及飞秒激光脉冲等大口径高能超短脉冲被广泛用于超快现象分析，如化学测试、生物科学、等学科。常用波前探测方法如点衍射法由于对中心衍射孔加工精度要求高，不适用于大口径测量。而哈特曼法由于在观察屏上形成的光斑较大，从而使光斑质心测量精度降低，并且哈特曼光阑非透光部分的遮挡使得光能损耗较大，从而相较于剪切干涉法精度略低。

剪切干涉法的基本原理是通过波前分光器件将待测波前分为两支或更多支,并且使这几支波前产生一定量的错位,从而使得待测波前与自身发生干涉。主要分为横向剪切与径向剪切。其中径向剪切干涉技术能量利用率高，不需要生成标准参考波前，不需要同时测量两个方向的波前斜率，并且缩小波面包含全部待测信息。但其缺点是剪切比难以调整。

为了解决径向剪切干涉系统中剪切比固定，调整剪切比需要重新搭建系统的缺点。本发明提出了一种变剪切比的径向剪切干涉系统。通过多焦点光子筛系统和滤波孔选择性滤波，在一个径向剪切干涉系统中提供了多个可供选择的剪切比，解决了改变剪切比需要改变系统的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不同，本发明提出了一种变剪切比的径向剪切干涉系统，利用基于多焦点光子筛的径向剪切干涉系统，实现了可变剪切比的大口径高能超短脉冲测量，测量原理简单，装置易于搭建，测量结果准确可靠。

本发明的技术解决方案如下：

一种变剪切比的径向剪切干涉系统，其特点在于，包括同光轴的剪切干涉单元、剪切比调控单元和波前探测单元；

所述剪切干涉单元，用于将入射光汇聚在多个共焦的焦点上，以方便后续剪切比调控单元进行剪切比选择；

所述剪切比调控单元，用于提取所需剪切比的径向剪切干涉信息；

所述波前探测单元，用于采集径向剪切干涉图，并处理获取剪切波前相位差，得到待测波前信息。

所述剪切干涉单元由同光轴的多个光子筛构成，通过控制各光子筛的间距和焦距，使每个光子筛的焦点在所述的剪切比调控单元上共焦。

优选的，所述的光子筛为2个。

所述剪切比调控单元为轴向位置可调的滤波孔，通过沿光轴前后调节该滤波孔的位置，提取所需剪切比的径向剪切干涉信息。

所述波前探测单元由波前探测处理单元和与该波前探测处理单元相连的计算机构成。

优选的，所述波前探测处理单元为CCD成像系统。

相比现有技术，本发明的优势在于：

通过多焦点光子筛系统，使径向剪切干涉系统中难以调整的剪切比可以调整。从而不再需要针对单个波前设计干涉系统，扩大该径向剪切干涉系统的适用面。同时对于单个波前，也可以通过改变剪切比的方式进行多次测量，从而提高测量精度。

附图说明

图1为本发明中变剪切比的径向剪切干涉系统的原理图。

图2为本发明以双焦点为例的剪切干涉光路图。