[发明专利]用于扩束准直系统波面像差检测的装置及方法

摘要

本发明提供一种用于扩束准直系统波面像差检测装置及方法，该装置包括剪切单元、调节单元、成像单元，光电探测单元、存储单元以及信号处理单元；其中，剪切单元、成像单元与光电探测单元依次设置于扩束准直系统出射光束的光路上，剪切单元位于扩束准直系统与成像单元之间；所述剪切单元沿光路方向依次包括一维位相光栅A、一维位相光栅B、位相光栅C和位相光栅D；所述剪切单元中四个光栅的光栅平面相互平行且与所述出射光束的光路垂直；采用本发明可以同时实现x，y方向的剪切波面信息测量，从而提高了检测速度和检测精度。

主权项

一种用于扩束准直系统波面像差检测装置，包括剪切单元、调节单元、成像单元，光电探测单元、存储单元以及信号处理单元；其中，剪切单元、成像单元与光电探测单元依次设置于扩束准直系统出射光束的光路上，剪切单元位于扩束准直系统与成像单元之间；其特征在于：设定扩束准直系统出射光束的传播方向为z轴，并以z轴建立左手坐标系，则水平方向为x轴，竖直方向y轴；所述剪切单元沿光路方向依次包括一维位相光栅A、一维位相光栅B、位相光栅C和位相光栅D；所述剪切单元中四个光栅的光栅平面相互平行且与所述出射光束的光路垂直；其中，一维位相光栅A和一维位相光栅B的结构相同，其上设有与x方向相互平行的光栅条纹组，所述光栅条纹组上光栅条纹的布设方式为：相邻透光部分设置不同的刻蚀深度，使透过相邻透光部分的光波存在180°相位差；同时，两相邻透光部分之间的非透光部分的宽度为p/6，透光部分的宽度为p/3，p为一维位相光栅的周期，设定p≥16β，β为光电探测单元的像元尺寸；其中，位相光栅C和位相光栅D的结构相同，其上设有两光栅条纹组，其中一光栅条纹组与x方向相互平行，另一光栅条纹组与y方向相互平行，且两光栅条纹组互不相交；所述两光栅条纹组的光栅条纹的布设方式与一维位相光栅的光栅条纹相同；调节单元分别与一维位相光栅A、一维位相光栅B、位相光栅C和位相光栅D相连，用于控制一维位相光栅A、一维位相光栅B、位相光栅C和位相光栅D的旋转，以及控制位相光栅C和位相光栅D的位置移动；成像单元用于将剪切单元x、y方向剪切干涉产生的剪切干涉图成像到光电探测单元上；光电探测单元与存储单元相连，用于采集两方向上的剪切干涉图并传输给存储单元；存储单元与信号处理单元相连，用于存储光电探测单元传输过来的两方向上的剪切干涉图，以及用于存储信号处理单元传输过来的扩束准直系统的波面像差；信号处理单元用于根据存储单元存储的剪切干涉图计算扩束准直系统的波面像差。