目前主流的波前傳感器有：哈特曼傳感器，夏克哈特曼傳感器和四波橫向剪切干涉儀油昂。1900年革娄，測(cè)量激光相位，采用哈特曼傳感器冕碟，即在相機(jī)前加一個(gè)遮罩拦惋，遮罩上的每個(gè)小孔，光通過(guò)小孔后得到光束的方向安寺。1970年厕妖，夏克哈特曼傳感器將小孔替換成微透鏡聚焦，提高了光的利用效率挑庶。2000年言秸，四波橫向剪切干涉儀倍發(fā)明出來(lái)，它采用一個(gè)相位光柵迎捺，產(chǎn)生四個(gè)衍射光束井仰，他們之間相互干涉產(chǎn)生條紋后，從干涉途中提取相位圖破加。
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橫向剪切干涉儀的原理
四波橫向剪切干涉儀
目前主流的波前傳感器有：哈特曼傳感器俱恶，夏克哈特曼傳感器和四波橫向剪切干涉儀。1900年，測(cè)量激光相位合是，采用哈特曼傳感器了罪，即在相機(jī)前加一個(gè)遮罩，遮罩上的每個(gè)小孔聪全，光通過(guò)小孔后得到光束的方向泊藕。1970年，夏克哈特曼傳感器將小孔替換成微透鏡聚焦难礼，提高了光的利用效率娃圆。2000年，四波橫向剪切干涉儀倍發(fā)明出來(lái)蛾茉，它采用一個(gè)相位光柵讼呢，產(chǎn)生四個(gè)衍射光束，他們之間相互干涉產(chǎn)生條紋后谦炬，從干涉途中提取相位圖悦屏。
相位光柵
一個(gè)棋盤(pán)型的光柵，光柵的相位分別是0和π键思，
那么這個(gè)相位光柵可以簡(jiǎn)寫(xiě)成
或者記作
的卷積础爬，依據(jù)傅里葉變換和卷積的性質(zhì)，只要分別求得兩項(xiàng)的傅里葉變換式吼鳞，然后相乘
這一項(xiàng)仍舊是單縫衍射的因子
這項(xiàng)是多峰干涉后的結(jié)果看蚜，周期仍舊是u/2=(m+1/2) π以及v/2=(n+1/2)π并且兩項(xiàng)形成后得到如下結(jié)果，從下面圖中可以看出赔桌，主要是存在一級(jí)光供炎，旁邊還存在一些光束
通過(guò)上圖可以看到，其中仍舊含有一些G級(jí)次的光束纬乍，可以通過(guò)改變單個(gè)孔徑的面積來(lái)抑制多余的G級(jí)次光束。從下圖可以看出裸卫，當(dāng)單個(gè)孔徑是周期的2/3時(shí)仿贬，能夠抑制所有偶次的衍射光
橫向剪切干涉
通過(guò)在相位光柵上同時(shí)添加一個(gè)強(qiáng)度調(diào)制，只剩下比較強(qiáng)的四個(gè)衍射光束墓贿，經(jīng)過(guò)一段距離后茧泪，光束之間橫向發(fā)生位移干涉。
某個(gè)方向的光束聋袋，相位表示為
队伟，如果帶初始相位φ，初始光強(qiáng)為A幽勒，則整個(gè)光束表達(dá)式為A Exp[I(
+φ)]嗜侮。當(dāng)四個(gè)光速傳播一段距離后，相互干涉得到
，依據(jù)強(qiáng)度傳播公式(TIE--Transport of Intensity Equation)锈颗，進(jìn)一步計(jì)算傳播一段距離后的光斑分布顷霹。
參考《基于衍射光學(xué)元件的多波前橫向剪切干涉方法研究_崔博川》中的光強(qiáng)分布
得到光強(qiáng)后還需要對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行傅里葉變換，上述公式共四項(xiàng)三角函數(shù)和一項(xiàng)常數(shù)項(xiàng)击吱。D1項(xiàng)常熟對(duì)應(yīng)于原始光強(qiáng)淋淀，在傅里葉平面在中心附近，因?yàn)槭堑皖l的成分比較多覆醇，所以大多是中心區(qū)域一個(gè)亮點(diǎn)朵纷。第二項(xiàng)Cos函數(shù)，換算e指數(shù)型永脓，
其中Exp[
]在傅里葉的作用是平移一段距離袍辞，因此第二項(xiàng)的作用在傅里葉平面對(duì)FouierTransform[
]在x的兩個(gè)方向，平移相同距離憨奸。平移后用一個(gè)方框截取FouierTransform[
]這一段范圍革屠，再做一次傅里葉逆變換，得到相位對(duì)于
x求偏導(dǎo)排宰，也就是x方向的斜率似芝。其他幾個(gè)Cos函數(shù)也有相同作用，重要的是y方向的Cos函數(shù)板甘，得到y(tǒng)方向的斜率党瓮。
主要過(guò)程下圖比較詳細(xì)的介紹了整個(gè)過(guò)程。得到X和Y反向斜率后盐类，可以通過(guò)不同方法恢復(fù)相位寞奸。
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