A set of lateral shear optical tests with a liquid crystal display

Conjunto de pruebas ópticas de desplazamiento lateral implementadas con una pantalla de cristal líquido

By: J.Sánchez-Paredes, G.Silva-Ortigoza, J.Castro-Ramos, S.Vázquez-Montiel

Main Information

Volume:
Vol.46-N3 / 2013 - Ordinario
Section:
Imaging Techniques / Técnicas de Imagen
Pages:
205-214
DOI:
http://dx.doi.org/10.7149/OPA.46.3.205
Type:
Tutorial Paper / Artículo Tutorial
Language:
English / Inglés
Attachments:
Keywords:
Null Ronchi Test, Foucault Test, Wire Test, Hartmann Test, Circular Grid Test, Phase Shifting, Liquid Crystal Display.

Prueba Nula de Ronchi, Prueba de Foucault, Prueba del Alambre, Pantalla de Cristal Líquido, Prueba de Rejilla Circular, Desplazamiento de Fase.
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Abstract

In the literature it is possible to find the implementation of interferometric lateral shear tests with a liquid crystal display (LCD). We collected them and implemented others not previously reported. We show the versatility that the LCD offers to test of optical surfaces, so that graduate students can experience the following tests: the Foucault test, the Wire test, the Hartmann test, the Ronchi test and the null Ronchi test. Although these tests have been studied and developed since many years ago, they require different screens for each test. One advantage of using a LCD is that it can display many different screens, and therefore all mentioned tests can be developed. Another advantage is that, by digitizing the patterns observed with a CCD camera, it is possible to analyze them to obtain quantitative results instead of qualitative results; hence we use the Ronchi test as lateral shear interferometer to develop the phase shifting interferometry (PSI). In order to validate our method with the PC we implement the PSI using the Hariharan algorithm on the LCD. We used a LED as illuminating source avoiding the use of expensive sources of light. A Ronchi grating with a big period was required when testing optical surfaces with large f/#, vice versa. This was done easily from the PC on the LCD, with a software that we developed with Visual C++ 6.0, a program to control the different parameters of the screens displayed on the LCD.


En la literatura se puede encontrar la implementación de pruebas interferométricas de desplazamiento lateral en una pantalla de cristal liquido (LCD). Las hemos recopilado y hemos implementado otras que no lo están. Mostramos la versatilidad que tiene la LCD en la prueba de superficies ópticas para que estudiantes de nivel superior puedan llevar a la práctica la prueba de Foucault, la prueba del alambre, la prueba de Hartmann, la prueba de Ronchi y la prueba de Ronchi nula. Aunque estas pruebas han sido estudiadas y desarrolladas desde hace muchos años, estas necesitan diferentes pantallas para que cada prueba sea implementada. Una ventaja de usar una LCD es que con ésta, es posible desplegar demasiadas pantallas en la LCD y por lo tanto se pueden desarrollar todas las pruebas mencionadas anteriormente. La otra ventaja es que digitalizando los patrones observados con una cámara CCD es posible analizarlos y obtener resultados cuantitativos en lugar de resultados cualitativos. También se utiliza la prueba de Ronchi como interferómetro de desplazamiento lateral para desarrollar la interferometría de desplazamiento de fase (PSI). Con una computadora personal (PC) implementamos la PSI con el algoritmo de Hariharan. Usamos un LED como fuente de iluminación evitando el uso de fuentes de iluminación costosas. Podemos probar cualquier sistema convergente de una manera cuantitativa. Al probar superficies ópticas con f/# grandes, necesitamos un período grande de la rejilla de Ronchi y viceversa, esto se logra desde una PC con software desarrollado en Visual C++ 6.0 el cual permite controlar los parámetros desplegados en la LCD para poder implementar las diferentes pruebas ópticas descritas.

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