การออกแบบตะแกรงไฮบริดแบบเข้ารหัสแบบสุ่มสำหรับการตรวจจับด้านหน้าคลื่นแบบเฉือนตามขวางแบบสี่คลื่น

การรบกวนแรงเฉือนตามขวางเทคโนโลยีใช้หน้าคลื่นเองในการดำเนินการรบกวนการเคลื่อนที่ เพื่อให้บรรลุการวัดเฟสของหน้าคลื่นโดยตรง เนื่องจากใช้ระบบช่องสัญญาณทั่วไป ไม่มีลำแสงอ้างอิง ดังนั้นขอบการรบกวนจึงมีเสถียรภาพ ความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง โครงสร้างเครื่องมือที่เรียบง่ายสามารถใช้สำหรับการตรวจจับคุณภาพลำแสงความยาวเชื่อมโยงกันสั้น ๆ จากข้อดีข้างต้น เทคนิคอินเทอร์เฟอโรเมทแรงเฉือนตามขวางมักใช้ในการตรวจสอบและการวัดวัสดุและส่วนประกอบทางแสง การตรวจจับคุณสมบัติและพารามิเตอร์ของลำแสง การสอบเทียบ การตรวจสอบ และการประเมินระบบออพติคอล

อินเตอร์เฟอโรแกรมแรงเฉือนตามขวางแบบดั้งเดิมใช้แผ่นหรือปริซึมเป็นตัวแยกคลื่นหน้าคลื่น และต้องใช้ระบบออพติคอลสองระบบเพื่อสร้างอินเทอร์เฟอโรแกรมแรงเฉือนตามขวางตั้งฉากโดยสิ้นเชิงตามทิศทาง x และ y และโครงสร้างระบบค่อนข้างซับซ้อน ตะแกรงไขว้อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แรงเฉือนตามขวางใช้ตะแกรงไขว้สองมิติเป็นองค์ประกอบแยกซึ่งสามารถหักเหในทิศทาง x และทิศทาง y ในเวลาเดียวกันและสร้างแสงที่เลี้ยวเบนของคำสั่งที่แตกต่างกัน จากนั้น หน้าต่างการเลือกลำดับจะเลือกแสงที่เลี้ยวเบน เพื่อให้มีเพียงแสง ±1 ในทิศทาง x และ y เท่านั้นที่ผ่านไป และคำสั่งอื่นๆ จะถูกบล็อก สุดท้าย การรบกวนด้วยแรงเฉือนเกิดขึ้นระหว่างลำแสงทั้งสี่ผ่านหน้าต่างการเลือกลำดับ แม้ว่าอินเทอร์เฟอโรแกรมแรงเฉือนตามขวางแบบ cross-grating สามารถรับอินเทอร์เฟอโรแกรมแรงเฉือนของทิศทางตั้งฉากสองทิศทางได้โดยตรงเพื่อให้ทราบถึงการตรวจจับคลื่นหน้าคลื่นชั่วคราวแบบเรียลไทม์ การมีอยู่ของหน้าต่างการเลือกแบบลำดับชั้นนำไปสู่โครงสร้างการปรับระบบที่ซับซ้อน ในกระบวนการปรับอุปกรณ์ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเพียงแสงระดับ 1 ในทิศทาง x และ y เท่านั้นที่ผ่านหน้าต่าง และระดับอื่นๆ ถูกปิดกั้นโดยสมบูรณ์ ดังนั้นกลไกการปรับตั้งเครื่องมือจึงมีความแม่นยำสูงและการปรับทำได้ยาก นอกจากนี้ ขนาดของหน้าต่างการเลือกคำสั่งจะส่งผลต่อช่วงความบิดเบี้ยวของหน้าคลื่นที่สามารถวัดได้ นอกจากนี้ ตำแหน่งและขนาดของหน้าต่างการเลือกลำดับจะส่งผลต่อการรบกวนแรงเฉือนตามขวางระหว่างคานทั้งสี่ด้วย ซึ่งช่วยลดความแม่นยำของการตรวจจับหน้าคลื่นชั่วคราว ขณะนี้อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แรงเฉือนตามขวางสี่คลื่นทั่วไปใช้เทมเพลต Hartmann (MHM) ที่ได้รับการดัดแปลงเป็นองค์ประกอบการแยก และข้อมูลเฟสของหน้าคลื่นที่จะตรวจจับสามารถรับได้โดยไม่ต้องมีหน้าต่างการเลือกลำดับ องค์ประกอบสเปกตรัม MHM ประกอบด้วยตะแกรงตารางหมากรุกและตะแกรงแอมพลิจูด ระยะเวลาของตะแกรงเฟสเป็นสองเท่าของตะแกรงแอมพลิจูด และรอบหน้าที่ของตะแกรงแอมพลิจูดคือ 2:3 สามารถกำจัดแสงลำดับสม่ำเสมอและแสงเลี้ยวเบน ± 3 ลำดับในสนามแสงเลี้ยวเบนของ MHM ได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม แสงการเลี้ยวเบนของ ±5, ±7, ±11 และลำดับที่สูงอื่นๆ ยังคงมีอยู่ และส่งผลต่อการแทรกสอดของแรงเฉือนตามขวางระหว่างลำดับ ±1 ส่งผลให้เกิดความแตกต่างที่ชัดเจนของคอนทราสต์อินเทอร์เฟอโรแกรมที่ตำแหน่งการสังเกตต่างๆ ดังนั้น การตรวจจับหน้าคลื่นสามารถทำได้ที่ระยะ Tabor ที่จำกัดและตัวคูณจำนวนเต็ม ซึ่งจำกัดการเลือกอัตราเฉือน

ผู้เขียนเสนอว่า กหน้าคลื่นรบกวนแรงเฉือนตามขวางสี่คลื่นระบบการตรวจจับที่ใช้ตะแกรงผสมรหัสแบบสุ่ม และดำเนินการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับตะแกรงผสมรหัสแบบสุ่ม แนะนำหลักการออกแบบและวิธีการเข้ารหัสของตะแกรงผสมรหัสแบบสุ่ม และเปรียบเทียบการกระจายสนามแสงการเลี้ยวเบนของ Fraunhofer กับ MHM และตะแกรงเฟส พบว่ามีเพียงสี่คำสั่งเท่านั้นที่มีอยู่ในสนามการเลี้ยวเบนของตะแกรงลูกผสมที่มีการเข้ารหัสแบบสุ่ม ขึ้นอยู่กับสมการเกรตติ้งและความสัมพันธ์ทางเรขาคณิต พารามิเตอร์ของระบบ เช่น รูรับแสงตกกระทบ ระยะเกรตติ้ง และระยะสังเกต จะถูกวิเคราะห์และกำหนด การกระจายจุดสนามไกลและอินเทอร์เฟอโรแกรมแรงเฉือนตามขวางสี่คลื่นของตะแกรงผสมรหัสแบบสุ่มและ MHM ที่ได้จากการทดลองจะได้รับตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของตะแกรงผสมรหัสสุ่มในอินเทอร์เฟอโรแกรมแรงเฉือนตามขวางสี่คลื่น