基于近红外反射式错位点衍射干涉仪的瞬态波前检测技术研究

发布时间：2017-12-15 21:29

  本文关键词：基于近红外反射式错位点衍射干涉仪的瞬态波前检测技术研究

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【摘要】：点衍射干涉仪采用小孔衍射标准球面波作为参考波前,满足了高精度波前检测要求。点衍射干涉仪是共光路系统,参考光和测试光难以分离,移相困难,只能通过交互式的方法处理干涉图,不能满足自动化检测要求。为了测量瞬态近红外激光波前,提出了一种新型的近红外反射式错位点衍射干涉仪,在点衍射干涉仪中引入空间相位调制,满足了自动化检测的要求。首先,为了满足近红外激光光束的高精度瞬态波前检测要求,提出了一种斜入射结构的近红外反射式错位点衍射干涉仪方案。将点衍射干涉仪集成在镀有特殊膜系的平板基片上,相干光波分别在平板前后表面反射产生横向剪切,从而在点衍射干涉图中引入空间线性载频。采用傅里叶变换的方法处理单幅线性载频干涉图,从中恢复待测波前,实现了近红外波前的自动化检测。第二,研究了近红外反射式错位点衍射干涉仪所采集干涉图的处理方法,分析基于傅里叶变换法的线性载频干涉图波前恢复算法的原理,仿真分析了线性载频干涉图波前恢复算法的精度,对仿真含有球差、彗差、像散的载频干涉图的处理RMS精度优于λ/50,证明该算法的可行性。第三,研究了近红外反射式错位点衍射干涉仪的关键技术。点衍射板上针孔尺寸和形状的设计保证了参考波前的质量；点衍射板表面镀膜设计解决了参考光和测试光光强匹配和主光路中杂散光和多次反射光影响的问题；针对近红外波段针孔难对准的问题,提出了成像对准法,可以实现近红外激光光束的快速对准。最后,研究了近红外反射式错位点衍射干涉实验。为了验证了近红外反射式错位点衍射干涉方案的可行性和正确性,搭建了双透镜光学系统透射波前检测实验装置,其检测结果与Hartmann波前传感器检测该光学系统透射波前的检测结果吻合,接着搭建近红外反射式错位点衍射干涉透镜透射波前检测系统,检测结果与轴向离焦式近红外点衍射干涉透镜透射波前测试结果对比,结果也吻合。考核了近红外反射式错位点衍射干涉仪的精度,PV优于λ/10, RMS优于λ/100。针对近红外反射式错位点衍射干涉仪的干涉条纹对比度、光源单色性、系统误差进行了讨论。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.3

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