目前主流的波前傳(chuan) 感器有：哈特曼傳(chuan) 感器，夏克哈特曼傳(chuan) 感器和四波橫向剪切幹涉儀(yi) 。1900年，測量激光相位，采用哈特曼傳(chuan) 感器，即在相機前加一個(ge) 遮罩，遮罩上的每個(ge) 小孔，光通過小孔後得到光束的方向。1970年，夏克哈特曼傳(chuan) 感器將小孔替換成微透鏡聚焦，提高了光的利用效率。2000年，四波橫向剪切幹涉儀(yi) 倍發明出來，它采用一個(ge) 相位光柵，產(chan) 生四個(ge) 衍射光束，他們(men) 之間相互幹涉產(chan) 生條紋後，從(cong) 幹涉途中提取相位圖。
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橫向剪切幹涉儀(yi) 的原理
四波橫向剪切幹涉儀(yi)
目前主流的波前傳(chuan) 感器有：哈特曼傳(chuan) 感器，夏克哈特曼傳(chuan) 感器和四波橫向剪切幹涉儀(yi) 。1900年，測量激光相位，采用哈特曼傳(chuan) 感器，即在相機前加一個(ge) 遮罩，遮罩上的每個(ge) 小孔，光通過小孔後得到光束的方向。1970年，夏克哈特曼傳(chuan) 感器將小孔替換成微透鏡聚焦，提高了光的利用效率。2000年，四波橫向剪切幹涉儀(yi) 倍發明出來，它采用一個(ge) 相位光柵，產(chan) 生四個(ge) 衍射光束，他們(men) 之間相互幹涉產(chan) 生條紋後，從(cong) 幹涉途中提取相位圖。
相位光柵
一個(ge) 棋盤型的光柵，光柵的相位分別是0和π，
那麽(me) 這個(ge) 相位光柵可以簡寫(xie) 成
或者記作
的卷積，依據傅裏葉變換和卷積的性質，隻要分別求得兩(liang) 項的傅裏葉變換式，然後相乘
這一項仍舊是單縫衍射的因子
這項是多峰幹涉後的結果，周期仍舊是u/2=(m+1/2) π以及v/2=(n+1/2)π並且兩(liang) 項形成後得到如下結果，從(cong) 下麵圖中可以看出，主要是存在一級光，旁邊還存在一些光束
通過上圖可以看到，其中仍舊含有一些G級次的光束，可以通過改變單個(ge) 孔徑的麵積來抑製多餘(yu) 的G級次光束。從(cong) 下圖可以看出，當單個(ge) 孔徑是周期的2/3時，能夠抑製所有偶次的衍射光
橫向剪切幹涉
通過在相位光柵上同時添加一個(ge) 強度調製，隻剩下比較強的四個(ge) 衍射光束，經過一段距離後，光束之間橫向發生位移幹涉。
某個(ge) 方向的光束，相位表示為(wei) 
，如果帶初始相位φ，初始光強為(wei) A，則整個(ge) 光束表達式為(wei) A Exp[I(
+φ)]。當四個(ge) 光速傳(chuan) 播一段距離後，相互幹涉得到
，依據強度傳(chuan) 播公式(TIE--Transport of Intensity Equation)，進一步計算傳(chuan) 播一段距離後的光斑分布。
參考《基於(yu) 衍射光學元件的多波前橫向剪切幹涉方法研究_崔博川》中的光強分布
得到光強後還需要對光強進行傅裏葉變換，上述公式共四項三角函數和一項常數項。D1項常熟對應於(yu) 原始光強，在傅裏葉平麵在中心附近，因為(wei) 是低頻的成分比較多，所以大多是中心區域一個(ge) 亮點。第二項Cos函數，換算e指數型，
其中Exp[
]在傅裏葉的作用是平移一段距離，因此第二項的作用在傅裏葉平麵對FouierTransform[
]在x的兩(liang) 個(ge) 方向，平移相同距離。平移後用一個(ge) 方框截取FouierTransform[
]這一段範圍，再做一次傅裏葉逆變換，得到相位對於(yu)
x求偏導，也就是x方向的斜率。其他幾個(ge) Cos函數也有相同作用，重要的是y方向的Cos函數，得到y方向的斜率。
主要過程下圖比較詳細的介紹了整個(ge) 過程。得到X和Y反向斜率後，可以通過不同方法恢複相位。
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