Ronchi相移剪切干涉仪及其相位提取误差分析

在分析Ronchi相移剪切干涉仪典型系统参数的基础上,系统研究了该干涉仪相位提取精度的主要影响因素。结合传统的五步相移算法,采用所提出的八步与十步相移算法,对Ronchi相移剪切干涉仪的相位提取误差进行理论分析和仿真计算。仿真结果说明,八步和十步相移算法可以有效地消除多级衍射光寄生干涉对相位提取精度的影响,且十步相移算法比八步相移算法具有更高的相位提取精度;为了提高测量精度,要求相移误差优于2%;探测器位数大于10位;光栅周期误差小于1%;光源空间相干性低于0.1。通过采用不同的相移算法、剪切率和光源空间相干性的三组对比实验,对理论分析的正确性进行了验证。

一维相移剪切干涉仪的调制度函数分析

为了分析一维相移剪切干涉仪中调制度的变化规律和影响。研究了一维光栅相移剪切干涉仪的基本原理,推导了干涉光强公式和光强调制度函数。通过将泽尼克单项像差代入到调制度函数因子,分析了泽尼克像差、剪切比对调制度函数的影响,发现测量范围主要受到高级球差和大剪切比限制。设计了一维相移剪切干涉仪的可见光实验装置,在632.8 nm波长分别使用周期为9 mm、18 mm一维光栅测量了一个NA=0.25显微物镜的波像差,实验结果表明:光栅周期为18 mm时可以正确测量,光栅周期为9 mm时,调制度存在反转点,像差超出测量范围,并验证调制度函数分析结果的正确性。