大きな歪みを持つ波面のリアルタイム測定を実現するために、コンパクトで安定したせん断干渉構造に基づく偏光式単一フレーム波面再構成法を提案し、従来の横方向せん断法が二枚以上の画像勾配の積分を必要とする欠点を効果的に克服し、リアルタイムで大歪みの測定対象試料の波面形状を再構成する。無限共役モデルを理論基礎としてシミュレーション解析を行い、生成された大歪み波面サンプルを計算再構成して最適化アルゴリズムの実現性を検証した。これに基づき、二面鏡可調せん断干渉共役構造を構築し、偏光素子と組み合わせて分解能目標標的を測定対象として提案アルゴリズムを実験的に検証し、入射光場波面のリアルタイム縞分離および波面再構成を実現した。実験結果は、提案する単一フレーム波面法で再構成した試料波面の平均二乗根誤差が60 nmであり、アルゴリズムの実行時間が0.11秒に効果的に短縮されたことを示した。提案する偏光せん断光学設計および単一フレーム波面再構成アルゴリズムは、自家干渉せん断法として多枚画像の再構成手順を必要とせず、横方向せん断干渉の実験構造を簡素化し、マクロ・ミクロ試料の三次元形状検出効率を向上させ、光学定量的コヒーレント干渉計測分野において一定の応用可能性を有する。

せん断干渉;波面検出;大歪み;リアルタイム再構成;偏光制御