一种共光路偏振点衍射同步移相干涉系统及方法

技术特征：
1.一种共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的测试光路、衍射光路和移相光路；所述测试光路包括沿光路依次设置的he-ne激光器、线偏振片、二分之一波片、第一四分之一波片、扩束镜和待测样品，用于获得待测信息；所述衍射光路包括沿光路依次设置的缩束镜、高倍物镜、针孔线偏振点衍射板和第一成像透镜，用于获得参考光与被测光；所述移相光路包括沿光路依次设置的第二四分之一波片、第二成像透镜和阵列式偏振相机，用于实现参考光与被测光之间的空间移相，同时形成四幅干涉图像。2.根据权利要求1所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：所述针孔线偏振点衍射板设置于所述高倍物镜与第一成像透镜的焦点处，包括保护层玻璃、金属线栅膜层、玻璃基底和衍射针孔；所述金属线栅膜层是由多个金属铝条以周期性排布组成的线栅结构，覆盖在玻璃基底与保护层玻璃之间；所述衍射针孔设置于针孔线偏振点衍射板的中心处，其直径与高倍物镜在针孔线偏振点衍射板上表面产生的艾里斑直径相当；衍射针孔贯穿保护层玻璃、金属线栅膜层和玻璃基底，使得会聚在针孔线偏振点衍射板的光束由中心衍射针孔依次经过保护层玻璃、金属线栅膜层、玻璃基底。3.根据权利要求2所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：所述金属线栅膜层的金属铝条宽44nm、长12.5mm、厚162nm。4.根据权利要求3所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：所述金属铝条以144nm周期性排布。5.根据权利要求1所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：所述阵列式偏振相机包括探测器和微偏振阵列，所述探测器上配有由一系列通光轴与x轴成0
°
、45
°
、90
°
、135
°
方向的偏振滤光片排列组成的微偏振阵列。6.根据权利要求1所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：将所述第一四分之一波片的快轴方向定义为x方向，线偏振片的偏振方向与x方向成45
°
夹角；所述针孔线偏振点衍射板的线栅偏振方向与x方向成45
°
夹角；所述第二四分之一波片快轴方向沿x方向。7.根据权利要求1所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：所述干涉图像亮度的调节方法为，旋转所述线偏振片的旋转角度改变线偏振片偏振方向与所述第一四分之一波片快轴方向的夹角。8.根据权利要求1所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统，其特征在于：所述干涉图像对比度的调节方法为，旋转所述二分之一波片的旋转角度改变二分之一波片快轴方向与所述第一四分之一波片快轴方向的夹角，通过匹配所述针孔线偏振点衍射板的衍射系数，进而实现干涉条纹对比度可调。9.一种权利要求1-8任一项所述共光路偏振点衍射同步移相干涉系统获得干涉条纹的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：he-ne激光器出射的光依次经过所述线偏振片、二分之一波片、第一四分之一波片后产生圆偏振光，再经过扩束镜使光束直径扩宽至与待测样品同尺寸，随后通过待测样品，获得待测信息；步骤2：携带待测信息的圆偏振光依次经过缩束镜与高倍物镜会聚在针孔线偏振点衍射板的针孔处，偏振方向与金属铝条垂直的光束透射通过，该光束携带待测信息，作为待测光；偏振方向与金属铝条平行的光束衍射成近似标准球面波，作为参考光；
步骤3：参考光与待测光经过第一成像透镜准直变为平行光，随后经过第二四分之一波片与第二成像透镜，最终在阵列式偏振相机上得到四幅干涉条纹。

技术总结
本发明一种共光路偏振点衍射同步移相干涉系统及方法，属于光学干涉检测领域；包括沿光路依次设置的测试光路、衍射光路和移相光路；所述测试光路包括沿光路依次设置的He-Ne激光器、线偏振片、二分之一波片、第一四分之一波片、扩束镜和待测样品，用于获得待测信息；所述衍射光路包括沿光路依次设置的缩束镜、高倍物镜、针孔线偏振点衍射板和第一成像透镜，用于获得参考光与被测光；所述移相光路包括沿光路依次设置的第二四分之一波片、第二成像透镜和阵列式偏振相机，用于实现参考光与被测光之间的空间移相，同时形成四幅干涉图像。本发明测量精度高，结构紧凑，抗干扰性好，可实现动态面型的测量。面型的测量。面型的测量。


技术研发人员：卢乾波 冯文露 刘诚修 肖清雄 王逸男 王小旭
受保护的技术使用者：西北工业大学宁波研究院
技术研发日：2022.03.19
技术公布日：2022/7/9