[发明专利]基于调制光源及正负衍射级分开探测结构的波前检测装置

摘要

本发明公开了一种基于调制光源及正负衍射级分开探测结构的波前检测装置，包括光源模块、透镜、正负衍射级分离光路、接收及数据处理模块；光源模块包括氦-氖激光光源、针孔、光纤自准直器、一维周期振幅光栅和圆形窗口；正负衍射级分离光路中，在一维周期相位光栅下面放置分离反射镜；波前经过一维周期相位光栅产生的正负衍射级光线经过分离反射镜和四象限偏振片分别进入正负衍射级图像传感器；图像传感器通过数据线将这些数据送到电脑中，再经过软件分析，可获得任意正负衍射级之间的干涉条纹，从而得到波前的相位分布。本发明所提出的检测方法和检测系统操作简单，对检测环境和待检测光学系统要求低，且检测精度过度不依赖于干涉图样的清晰度。

主权项

基于调制光源及正负衍射级分开探测结构的波前检测装置，其特征在于：包括中心线沿光轴依次设置的氦‑氖激光光源（1）、针孔（2）、自准直器（3）、一维周期幅度光栅（4）、圆形窗口（5）、透镜（6）、一维周期相位光栅（7）和分离反射镜（8），还包括四象限偏振片（9）和图像传感器（10），所述四象限偏振片（9）的中心也位于光轴上；所述氦‑氖激光光源（1）、针孔（2）、自准直器（3）、一维周期幅度光栅（4）和圆形窗口（5）构成调制光源，所述一维周期相位光栅（7）、分离反射镜（8）和四象限偏振片（9）构成正负衍射级分开探测结构；所述圆形窗口（5）设置在透镜（6）的前焦面位置，所述一维周期相位光栅（7）设置在透镜的后焦面位置；所述一维周期幅度光栅（4）和一维周期相位光栅（7）的光栅线方向相互垂直；记氦‑氖激光光源（1）产生的光波长为λ；所述针孔（2）为圆形针孔；所述自准直器（3）为产生与圆形窗口（5）形状一致且波前为球面的高斯光束的自准直器；所述一维周期幅度光栅（4）的周期d1与圆形窗口（5）的半径R满足d1=2λf/R，其中f为透镜（6）的焦距；所述一维周期相位光栅（7）的周期d2满足d2=nλ，其中n=0,4,8,12,16,…；所述分离反射镜（8）包括位于光轴两侧位置并与光轴之间存在间隙可调的两块反射镜，所述两块反射镜各自安装在一个三维旋转平台（11）上；所述四象限偏振片（9）包括围绕光轴前后左右放置的四片偏振片，按逆时针方向所述四片偏振片的偏振角度依次间隔45°，所述偏振片接收反射镜反射的光；每个偏置片均固定连接有一个图像传感器（10），图像传感器（10）和相应的偏振片之间存在间隙，且采集透过该偏振片的光信号。