Para realizar a medição em tempo real de frente de onda com grandes distorções, propõe-se um método de reconstrução de frente de onda de quadro único baseado em uma estrutura de interferência por cisalhamento compacta e estável, que supera efetivamente a deficiência de integração do gradiente de imagem tradicional de cisalhamento transversal que exige duas ou mais imagens, reconstruindo em tempo real a morfologia do frente de onda da amostra com grandes distorções a ser medida. Com base no modelo de conjugação infinita como fundamento teórico, foi realizada uma análise de simulação e reconstrução computacional dos amostras geradas com grande distorção do frente de onda, verificando a viabilidade deste algoritmo otimizado. Com isso, foi construída uma estrutura conjugada de interferência por cisalhamento ajustável de dupla superfície plana, combinada com dispositivos de polarização, utilizando um alvo de resolução como objeto a medir, realizando a verificação experimental do algoritmo proposto, alcançando a separação em tempo real das franjas do frente de onda do campo de luz incidente e reconstrução do frente de onda. Os resultados experimentais mostram que o erro quadrático médio da superfície do frente de onda reconstruída pelo método de quadro único proposto foi de 60 nm, e o tempo de execução do algoritmo foi efetivamente melhorado para 0,11 s. O design óptico de cisalhamento polarizado proposto e o algoritmo de reconstrução de frente de onda de quadro único, como um método de interferência de cisalhamento de auto-interferência, não necessitam de procedimentos de reconstrução de várias imagens, simplificam a estrutura experimental da interferência por cisalhamento transversal, aumentam a eficiência da detecção da morfologia tridimensional de amostras macro e micro, e possuem certo potencial de aplicação no campo da medição interferométrica coerente quantitativa óptica.

interferência por cisalhamento; detecção do frente de onda; grandes distorções; reconstrução em tempo real; controle de polarização