[发明专利]一种基于余弦波带片的径向剪切干涉仪

权利要求书

1.一种基于余弦波带片的径向剪切干涉仪，其特征在于：该径向剪切干涉仪由一个余弦波带片和一个图像探测器组成，余弦波带片由一个相位波带片和一个振幅波带片组成，其中相位波带片的透过率仅有0和π两个取值，振幅波带片的透过率在0到1之间连续变化，待测光束经过余弦波带片的衍射，形成两束光，一束是会聚光，另一束是发散光，两束光传播一段距离后，此距离小于余弦波带片的焦距，会聚光包含了径向缩小的待测光束信息，发散光包含了径向扩大的待测光束信息，二者发生径向剪切干涉，在图像探测器靶面产生径向剪切干涉条纹，干涉条纹中包含了待测波前的径向斜率信息，利用相位提取算法和波前复原算法即可重构待测光束相位信息，此径向剪切干涉仪的径向剪切比可调，并且调整方便，只需要改变图像探测器到余弦波带片的距离z，其中径向剪切比s＝(f-z)/(f+z),f是余弦波带片的焦距，余弦波带片的复振幅透过率函数为：

其中，r是极坐标系的径向变量，d是一个常数，且d＝f×λ，其中f是波带片的焦距，λ是待测光束的波长；

设被测光复振幅为：

U_i(r,θ)＝A_i(r,θ)exp[jkW(r,θ)] (2)

其中，θ是极坐标系的角向变量，A_i(r,θ)是待测光束的振幅，W(r,θ)是待测光束的波前，j是虚数单位，k＝2π/λ是波矢，待测光束经过余弦波带片后，衍射出两束光，复振幅变成如下形式：

传播一段距离z，在图像探测器接收靶面复振幅表达式是：

其中，α＝f/(f-z)，是缩小波前的坐标变换系数，β＝f/(f+z)，是扩大波前的坐标变换系数，A_z1(r,θ,z)/2是会聚光的振幅分布，A_z2(r,θ,z)/2是发散光的振幅分布，进而得到在图像探测器接收的干涉图表达式是：

其中，是U_z(r,θ,z)的复共轭。

2.根据权利要求1所述的基于余弦波带片的径向剪切干涉仪，其特征在于：图像探测器是CCD或CMOS。