基于棋盘光栅Ronchi检验法的微变液面测量

提出了基于棋盘光栅Ronchi检验法的微变表面形貌测量方法,可同时测量被测表面形貌两个正交方向的斜率,因而可通过一幅变形棋盘光栅图重构被测表面形貌。使用取微分极值的方法可简单有效地实现变形棋盘光栅图两个正交方向信息的分离和提取。根据所提出的测量方法和数据提取算法建立了微变表面形貌测量系统并对静态和动态表面形貌进行了测量。结果表明,所建立系统的分辨率<0.1μm,测量范围>50μm,符合有关研究中对微变液面的测量需求。

相位光栅衍射法测量高灰阶LC-SLM相位调制特性

为测量高灰阶液晶空间光调制器(LC-SLM)整体相位调制特性,引入二维棋盘形相位光栅衍射测量方法。根据傅里叶光学原理,经过理论推导和仿真分析得到零级衍射光强与相位调制量之间的关系。搭建含有参考光束的衍射实验系统,通过适当的光斑图像处理计算出零级衍射相对光强,从而获得相位调制特性曲线,并与干涉测量法实验结果进行对比。实验结果显示两种方法得到的调制曲线高度相似,相关系数达0.996;表明相位光栅衍射法能用于测量LC-SLM整体相位调制,可获得2π相位调制范围内的特性曲线。最后分析衍射法与干涉法的特点与局限,可为实际测量提供有益参考。

用于瞬态波前检测的四波横向剪切干涉系统

为检测瞬态波前的三维分布,提出了一种共光路结构的剪切干涉测试系统。该系统使用棋盘光栅与光阑,将待测波前分解为四支互相错位的波前,这些波前两两相干,最终叠加形成一幅高载频的干涉图。根据光强传输方程以及傅里叶光学理论,建立了剪切干涉测试系统的理论模型,采用傅里叶变换算法提取待测波前。提出了一种剪切量标定算法,通过讨论线性载频的影响因素与光栅的衍射效率,给出了棋盘光栅的具体设计参数。实验搭建了瞬态波前检测装置,实现了自动化高精度测量,波面检测结果的峰谷(PV)值、均方根(RMS)值以及Zernike拟合系数均与SID4波前探测器所测波面结果一致。因此采用该技术能够实现瞬态波前检测。