CN101571423B - 用于分析光束波面的方法、相位光栅和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于对从源(S)到透镜(O1)的焦点的光束(F)的波面进行分析的方法。该束(F)照射分析平面(PD)上的且具有缺陷(D1)的样品(LA)。平面(PC)的衍射光栅(GR)通过聚焦系统(O2，O3，O4)与分析平面(PD)共轭。图像形成在距光栅平面(GR)距离(d)处的平面(PS)中并由处理装置(UT)来分析。本发明通过从两个相位函数的复合得到相位函数来对该光栅(GR)进行编码，第一排除函数定义以锥形光束的形式透射所要分析的束的有用区域的啮合，而第二相位基础函数生成来自排除光栅的相邻网格的两个锥形光束之间的相位移相。
Description
技术领域
本发明涉及旨在分析用于光学控制的光束的波面的方法、相位光栅和设备。
该类型的分析旨在为光学设备的技术指标以及在主动光学或自适应光学中使用的可变形光学元件的操作来控制光学元件。
还可能的是研究不可直接测量的物理现象，诸如，在穿过地球大气层时或在风洞管道中遇到的随机介质内部的光学指标的变化。其还可以用于控制电子部件的平面(例如，矩阵焦平面(matrix focalplane))以及用于为功率激光束定形。
背景技术
根据本发明的该类型的分析更具体地依赖于例如在专利FR 2682 761和FR 2 712 978中描述的且实现的多边偏移干涉法(multilateral shift interferometry)。
该类型的波面分析是基于使用定位在所要分析的束的路径上的二维衍射光栅的。
在本说明书的以下部分中将这样的光栅限定为引入相位上的、强度上的、或相位和强度上的周期性变化的光学设备。因此每个光栅的特征在于两个函数的复合：一个函数(也称为相位函数)示出了由相位光栅引入的周期性相位变化，以及另一个函数(也称为强度函数)示出了由强度光栅引入的周期性强度变化。
根据以申请人名义的专利FR 2 712 978，下文中提到了二维光栅的定义和组成模式。沿着两个方向规则定位的点(spot)的集合提供了平面啮合(meshing)。这样的点定义了单元网格。该单元网格是使得可能执行平面的无缝隙铺盖(gapless tiling)的最小表面。该单元网格的多边形是这样的最小表面多边形：该多边形的多个边由将该集合的任一点连接至最近的邻点的段的直平分线支持。二维光栅是根据平面啮合定位的单元图案的任意重复。平面啮合可以定义六边形或矩形单元网格，其中正方形网格只是矩形网格的一个特例。
当用光束(也称为入射束)照射衍射光栅时，可以根据两种等价方法来描述由光栅衍射的光束(也称为出射束)。
第一种方法在于将出射束看作入射束的复制品。它们被称为子束，其中每个束对应于一个光栅衍射级。
第二种方法在于将出射束看作由光栅的每个网格所发射的束。它们也被称为次级束。
在以申请人名义的专利FR 2 712 978和FR 2 795 175中，更具体地描述了基于衍射光栅的三边形和四边形偏移干涉法。利用基于衍射光栅的组件，所要分析的束在光学上细分为三个(三边形)或四个(四边形)出射束。这样获得的出射束的特定光学处理使得观看由对波面的坡度敏感的点啮合组成的干涉图成为可能。
更具体地，在上面已提到的专利FR 2 712 978中，所描述的三边形偏移干涉法实现了相位和/或强度二维光栅和空间滤波系统。在划分为子束的方法中，该光栅在缺陷的共轭平面中将所要分析的入射束在光学上细分为三个子束。这样获得的三个子束的特定光学处理使得观看无论所选视平面如何其对比度均不变的由光点的六边形啮合组成的干涉图成为可能。该干涉图对波面的坡度敏感，并且确实有可能连续调整动态和敏感度。
视距被定义为分隔所选视平面和所谓的零敏感性平面的距离，其中，零敏感性平面是定位于空间滤波下游的光栅平面的共轭平面。在Journal of Optical Society of America A，1995年12月第12期第12卷，文章“Achromatic Three-Wave(or more)Lateral ShearingInterferometer”中，申请人描述了这样的干涉法向四边形偏移干涉法的改进，对于四边形偏移干涉法在干涉图中看到的光点的二维啮合是矩形的，并因此更加适于促进主动光学或自适应光学的应用。
该类型的分析器是消色差的。相反，其实现是复杂的，这是因为在干涉条纹系统的视平面和光栅之间插入了用于选择子束的空间滤波系统。此外，空间滤波系统给测量严重干扰的光束或具有非常大的光谱频带的光束带来了限制。
在专利FR 2 795 175中，申请人提出了该系统的第一种开发：该专利描述了根据由强度函数(function)(由FI表示)和相位函数(由FP表示)组成的矩形啮合的二维光栅，其中强度函数定义了子光孔的矩形啮合，相位函数引入了穿过两个相邻子光孔的称为次级束的两个束之间的接近于π(模2π)的偏移。
强度函数FI具有矩形单元网格，其中“L”维沿着一个方向而“l”维沿着另一个方向；相位函数FP具有沿着一个方向的2L维和沿着另一个方向的2l维的单元网格。单元强度或相位图案被定位在这些网格上。相位光栅的网格的多个边和强度光栅的网格的多个边是相吻合的。二维光栅定位于与所要分析的光束垂直的平面中或接近于该平面，这使束衍射为多个不同的次级束。由出射束干涉所形成的图像被生成在一个平面中并在该平面中观看，该平面也称为分析平面。
因此，该类型的分析器具有专利FR 2 712 978中描述的分析器的性质并额外提供了改进的紧凑性且易于实现。
在专利FR 2 896 583中，申请人提供了前述系统的变化：该专利描述了根据由强度函数(由FI表示)和相位函数(由FP表示)组成的六边形啮合的二维光栅，强度函数定义了子光孔的六边形啮合，相位函数引入了穿过两个相邻子光孔的两个次级束之间的接近于2π/3(模2π)的相位偏移。
最后，在专利FR 2 897 426中，申请人提出了在上述提及的专利中披露的技术上的改进，以能够测量分段波面(fragmented·wavesurface)而没有关于片段(piece)之间的等级差异幅度的任何限制。分段波面定义为通过对可能不同大小且在片段之间具有等级差异的表面分段带有片段之间的可能缝隙来进行非连续定位而组成的表面。所描述的该技术使用利用了两种不同颜色来执行的两个干涉图的处理以对具有大测量动态的波面进行分析。
为了制作二维强度和相位光栅，申请人在同一板上执行蚀刻和金属沉积，以在同一衬底上对强度函数FI和相位函数FP编码。
为了制作该类型的强度和相位光栅，存在一种基于已知光刻技术的专用加工方法。根据所要编码的图案的类型，这些技术如下：
-蚀刻相位图案(TP)的技术：该技术包括树脂层的沉积、其绝缘、以及其显影。显影的树脂显著地对相位图案编码，然后利用干蚀刻法，相位图案被转移到衬底。
-蚀刻和强度图案(TI)技术：该技术包括树脂层的沉积、其绝缘、之后的其显影。显影的树脂显著地对相位图案编码。金属层被沉积在该显影的树脂层上。然后该组件被浸入到化学溶液中，这导致树脂溶解并去除了覆盖树脂的金属区(该方法被称作“拔起(liftoff)”)。
现在必须连续执行两个步骤(TP)和(TI)，其中两个步骤互相要严格对准(这非常难)以做成与专利FR 2 795 175中描述的光栅同一类型的强度和相位光栅。
为了解决该问题，本发明提出了对光栅进行简化从而可以只以一个步骤(TP)来制作光栅。此外，本发明使得通过制模或压制，而从一个母板组件连续加工光栅的复制品(这利用现有技术状态的解决方案是不可能的)成为可能。
因此本发明旨在在该方向上提供重要的进展。
发明内容
本发明的方法是基于从两个相位函数的复合而得到的相位函数的，其中第一相位函数对排除区域编码以及第二相位偏移基础函数。
更具体地，本发明致力于分析光束波面的方法，根据：
a)由二维光栅引入的相位函数，二维光栅基本放置在垂直于所要分析的光束的平面中，与波面的分析平面在光学上共轭，并且使束衍射为多个不同的出射束，
b)强度函数，以及
c)与所分析的波面的坡度相关的图像失真，该图像由出射束的干涉形成，在位于距所述光栅平面(PC)的所选距离处的平面(PS)中生成和观看。
在该方法中，由于强度函数在光栅的整个表面上是均匀的，所以步骤a)包括以下各项的复合：
a1)第一相位函数，也称为排除函数FPE，第一相位函数定义了有用区域和排除区域的啮合，其中有用区域不引入所分析束的光的反射或透射中的任何空间相位变化，排除区域引入了快速相位变化，以及
a2)第二相位函数，也称为基础相位函数FPF，第二相位函数在两个相邻锥形光束之间引入了与在矩形和六边形啮合中所选的啮合相对应的相位偏移PHI。
根据该情况，PHI是矩形(或笛卡尔)啮合中的值π，或六边形啮合中的2kπ/3(k是0，1，或2)。
根据本发明，通过第一相位函数编码的排除区域以寄生出射束透射入射束穿过排除区域的部分。
该排除区域在寄生出射束上引入了所谓的快速相位变化。快速相位变化意味着一个变化，该变化的空间演化特性长度(dimension)根据光栅平面的至少一个方向被包括在沿着该方向的网格的长度的一小部分中，更具体地，该长度的二十分之一和三分之一之间。
该快速变化导致了寄生出射束被衍射到传播方向，该传播方向不同于子光孔透射的锥形光束的方向。因此，根据本发明由第一相位函数编码的排除区域基本上不影响锥形光束中由光栅衍射的能量。
第二相位函数引入了两个锥形光束之间的相位偏移，其适于作为与现有技术的相位函数所引入的类型相同的矩形或六边形啮合的自然函数。
产生如此定义的两个函数的复合的衍射光栅衍射传播并彼此干涉的锥形光束的矩形或六边形啮合。因此，在平行于光栅平面的任意视平面中，生成光点的矩形或六边形啮合形式的图像，光点的周期是排除函数的啮合的周期，并且其对比基本上独立于波长以及视距。
可在光栅平面(零敏感平面)中看到光点的啮合。有利地，在位于用户所选的视距处的平面中看到的该啮合作为所要分析的波面的坡度和所请求的相位动态(dynamic)的函数。
可以在多色光中操作该方法，并且通过调整视距，允许通过连续调整设备敏感性和动态来测量严重干扰的光束。
此外，该方法使得测量分段波面而没有如专利FR 2 897 426的申请中描述的片段之间的等级差异幅度上的任何限制是可能的。
因此，关于基于衍射光栅的多边偏移干涉法，用户使他或她的配置具有动态连续灵活的调整，利用衍射光栅其传输函数不进行复合而是在两个相位函数之上。该用户还使他或她的配置具有分段波面的两个颜色测量模式。
本发明的主要优点在于使得通过省略现有技术的强度光栅和相位光栅的校准的专用步骤来制作双向光栅成为可能。事实上，因此使得根据相位图案蚀刻技术，在仅仅一个操作中制作根据本发明的包括排除区域和有用区域的光栅成为可能。
本发明目的还在于用于实现上述方法的相位光栅。这样的相位编码的二维光栅由相符的两个网格光栅构成：
-对排除函数进行编码并具有单元网格的排除相位光栅，该网格由两个区域构成，第一有用区域和第二排除区域，在第一有用区域中入射波的相位不改变，在第二排除区域中对快速相位变化编码；以及
-对基础相位函数进行编码并具有单元网格的基础相位光栅，单元网格包括相位单元图案，相位单元图案引入了与两个锥形光束之间的啮合相对应的相位偏移PHI，两个锥形光束来自排除光栅的两个相邻网格。
用于对排除函数进行编码的优选的二维相位排除光栅具有矩形单元网格，其中维L沿着第一啮合方向而维l沿另一个方向，矩形单元网格被划分为两个区域，有用区域和排除区域，有用区域表面接近于网格的整个表面的50％。定义有用区域的区域构成排除光栅的单元网格的按比例变换，而且定义有用区域的区域具有与排除光栅的单元网格的两个边相符的两个边。
有利地，排除光栅定义方形啮合。
在优选的相位排除光栅中，四个棋盘格可以被应用于排除区域，棋盘的每个棋盘格具有长度L的分数a作为长度以及宽度l的分数b作为宽度。排除区域的相位单元图案在穿过棋盘的两个棋盘格的两个束之间引入了接近于π(模2π)的相位偏移。以此方式，排除区域上的入射束严重偏移。
以具有某一厚度和透射指标的材料制作的优选的基础相位二维光栅具有四个棋盘格形状的相位单元图案，其中棋盘的每个棋盘格具有长L和宽l，两个相邻方形具有不同厚度，从而通过指标的变化来产生定义的相位函数。
在具有特定厚度的扁平部分(blade)的一个面上执行蚀刻操作。通过首先照亮所蚀刻的这一面来使用如此生成的光栅。该面上的折射角大于限制角arc Sin(1/n)(n是扁平部分的光学指标)，排除区域衍射的寄生出射束服从于与衬底的蚀刻相对的面上的全反射。因此，寄生出射束从不到达分析平面，并且只有锥形光束可以在分析平面的方向中传播并彼此干涉。
根据具体实施例：
-排除光栅具有沿着该光栅的一个方向应用不变图案的排除区域，从而生成由矩形构成的几何结构，矩形的较大的边对应于网格的边L或l，而矩形的较小的边对应于该较大的边的一个分数(分别，b或a)。因此，这样的结构具有构成基础相位光栅的单元网格的一个分数的周期，排除区域的该相位单元图案通过厚度上的变化引入了穿过两个连续的带的两个束之间的接近于π模2π的相位偏移。
-排除光栅具有这样的排除区域，该排除区域散射穿过其的入射流；
-排除光栅具有在厚度“e”上带有阶梯式的周期性变化的排除区域；
-基础相位光栅(GPF)是棋盘类型的，其中不同等级具有厚度上的不同。
因此，本发明还涉及集成了这样的光栅的分析设备。该分析设备是包括以下的类型：
α)输入光学部件，使参考平面与对波面进行分析的平面共轭，
β)上述定义的并定位于垂直于光栅的该参考平面中的相位编码的二维光栅，用来使束衍射为多个出射束，以及
γ)用于观看通过出射束的干涉所形成的图像的装置，该图像具有与所分析的波面的坡度相关的失真。
在具体实施例中：
-在衬底的一个面上蚀刻的相位光栅，通过穿过排除网格生成锥形光束，然后该锥形光束在到衬底的另一面上的全反射中被偏离。
-在透射中操作相位光栅；
-在反射中操作相位光栅。
附图说明
在阅读了以下详细描述并参照了附图之后，本发明的其他特性和优点将是显而易见的，附图中示出了：
图1A，根据本发明的用于光学元件控制的示例性设备的光学示图；
图1B，根据本发明的用于测量随机介质(更具体地，如星体的多色源所发出的束所穿过的地球大气层)的示例性设备的光学示图；
图2，根据本发明的设备的具有矩形啮合的示例性二维光栅；
图3A，根据本发明的设备的具有矩形啮合的排除光栅(exclusion grating)的网格的示例性几何图；
图3B，根据本发明的设备的具有方形啮合的排除光栅的网格的示例性几何图；
图3C，是根据本发明的设备的具有矩形啮合的示例性排除光栅的局部透视图；
图4，是根据本发明的设备的具有矩形啮合的示例性基础相位光栅的局部透视图；以及
图5，是具有符合本发明的矩形啮合的示例性光栅的透视图。
具体实施方式
图1A和1B示出了可能实现本发明的两个示例性设备。
在图1A中，多色光源S定位于校准透镜O1的焦点处。透镜O1传送的平行光束F照射所要测试的样品，该样品被示例性地示为具有平行面LA且具有平坦缺陷D1的扁平部分，平行面LA定位于平面PD中。该样品可以是任意其他的光学系统(透镜或反射镜，更具体地，望远镜反射镜)，或者仅仅是会被(例如)气流扰乱的气体介质的区域。
在天文学中应用的情况下，在图1B中示出了可能实现本发明的设备。如星体的远距离源所提供的平面波OP(例如)穿过随机介质，其指标变化由回旋线表示。
输入组件体现了可能实现根据本发明的方法的光学适应性。该适应性优选地由具有轴X’X的聚焦系统执行，该聚焦系统由两个透镜O2和O4以及位于中间位置的场透镜O3组成。该聚焦系统具有以下功能：一方面，将在平面PD中分析的束的直径调整到位于平面PC中的二维光栅的尺寸；以及另一方面，使所要分析的缺陷所在的平面PD与平面PC在光学上共轭。
可以使用体现这两个平面之间的光学共轭的其他装置。
在分析平面PC中，定位二维光栅GR(图1A、1B)并且该二维光栅能够将这些相位函数进行组合。实质上，可以通过放置相符的光栅GE和GPF两者(例如，如图5的那些光栅)或多于两个的光栅来构成该光栅。这是描述本发明光栅特性的这些函数的特定组合。
在所示的示例性实施例中，光栅由排除相位光栅GE和基础相位光栅GPF构成。
在下文中也称作子函数的排除函数和基础相位函数这两个相位函数作为同一相位函数的组分。
排除光栅GE产生排除相位子函数(也称作FPE)，其定义了透射多个锥形光束中所要分析的光束而不引入相位空间变化的有用区域矩形啮合。
基础相位光栅GPF产生基础相位子函数(所谓的FPF)，其在两个相邻锥形光束之间引入接近于π(模2π)的平均相位偏移。
在平面中执行这两个函数的顺序并不重要。
根据本发明，干涉图由点的矩形啮合构成。
平面PC是零敏感平面。
在平面PS中进行观看，平面PS位于距平面PC所选视距“d”处。在参考UT中提到了由锥形光束干涉构成的光学处理装置和图像观看装置。
该设备的动态和敏感性随着视距而改变。因此，当“d”为零时，视平面叠加到分析平面PC上，光栅位于其中并且敏感性为零。
一般而言，可以使用用于观看平面PS的附加装置，该附加装置由(例如)使平面PS和更易到达的工作平面之间光学共轭的透镜构成。
图2示出了二维光栅GR，其中，矩形啮合的特征在于矩形单元网格长“L”且宽“l”。数值L和l典型地包括在50μm和200μm之间。以虚线示出的啮合MA在最终的光栅中不必须可见。在每个网格ME中，示出了图案MO，其将强度上的、相位上的、或强度上和相位上的变化引入到入射光束中。
图3A至3C示出了排除二维光栅，其提供了用来执行根据本发明方法的排除函数的简单装置。该啮合包括对应于排除区域的灰色区域ZE以及构成有用区域ZU的区域，有用区域是透明的或反射的。
图3A示出了具有长L且宽l的矩形啮合的光栅GE3A。光区域是有用区域ZU。以专用方式，这样的光区域的边LE和lE分别接近于2L/3和2l/3。因此，有用区域的表面接近于单元网格ME的表面的一半。
图3B示出了方形网格类型的具有边L的排除相位光栅GE3B，这是本发明的最有利的实施例，这是因为光点的方形啮合使得所形成的图像的光学处理更容易进行。
图3C以局部视图示出了具有以透视图示出的矩形啮合的示例性排除光栅GE3C，其提供了用来执行根据本发明方法的排除函数的简单装置。该图将排除区域ZE示为该排除区域可以具有MD示出的四个棋盘格图案(虚线区域示出的图案)。
棋盘上的每个方形格子Kc具有等于基础相位光栅GPF(图4中所示的GPF4类型)的网格的长L的分数“a”的长度，并具有等于基础相位光栅的网格的宽l的分数“b”的宽度。在所示的该实例中，该分数等于l/9。在图5中示出了排除光栅GE3C中的基础相位光栅GPF4的有用区域中的集成。
覆盖排除区域的光栅示出了厚度“e”上的阶梯式的周期性变化，从而相邻阶梯之间的厚度e上的差异遵循以下关系：
e＝λ/(n-1)×(k+1/2)
其中：
-λ是平均使用波长，
-“n”是
-在透射中使用相位光栅透射的情况中材料的折射率，或
-在反射中使用相位光栅的情况中的常数3，以及
-k是整数。
图4在透视图中示出了示例性基础二维相位光栅GPF，所示实例中的GPF4提供了用于产生根据本发明方法的相位函数的简单装置。该光栅GPF4是具有图案M2D(由该图中的虚线限制的图案)的矩形啮合的棋盘类型的，其中，图案M2D的边等于2L和2l。光栅GPF4示出了厚度上阶梯式的周期性变化，从而相邻阶梯之间的厚度“e”上的差异遵循与之前的排除光栅的啮合同一类型的关系：
e＝λ/(n-1)×(k+1/2)
光栅GPF4的灰色表面可以对于在透射中使用的光栅是透明的或者对于在反射中使用的光栅是反射的。
用于体现光栅GE和GPF(参照图1A和1B)的有利手段在于利用光刻法蚀刻技术，该技术普遍用于半导体工业中。因此可以通过蚀刻衬底的一个扁平部分来制作光栅GE和GPF。利用该技术，只利用衬底的一个扁平部分来制作结合了子函数FPE和FPF(分别是GE和GPF)两者的二维相位光栅是可能的。
可以通过光栅GE和GPF考虑函数FPE和FPF两者的其他实施例，例如基于在干涉图光敏感盘上记录的原理，用于从而获得全息光栅的实施例。也可以考虑基于模压和压制的方法，用于系统地且只在全局二维相位光栅的一个步骤中进行复制。
当放置在要分析的光束路径上时，光栅GE和GPF的组合使得生成全相位编码光栅，该全相位编码光栅主要衍射四个锥形光束和一个寄生出射束。锥形光束可以在分析平面上干涉从而在平行于衍射光栅平面的任意分析平面中产生光点的矩形啮合形状的图像。
寄生出射束可严重偏离使得无论何时衍射光栅和分析平面之间的距离是足够的该光栅从不到达分析平面；该束还可以偏离计算出的角度使得在衬底与蚀刻相对的面上操作全部反射；该束还可以产生与看到的强度相关的强度的过调制，过调制步骤可以被选择为使得通过分析平面的像素来滤波。最终，排除区域可以散射光束并因此生成叠加至锥形光束所生成的干涉图的均匀背景。
图5示出了能够产生相位函数的示例性二维光栅GR，相位函数通过使排除光栅GE3C(图3C)和基础相位光栅GPF4(图4)相符来结合排除和基础相位函数。基础相位光栅GPF4定位于光栅GE3C的啮合MD中的自由空间中。
Claims (15)
1.一种用于分析光学控制中的光束波面的方法，根据：
a)由二维光栅(GR)引入的相位函数，所述二维光栅基本定位于与所要分析的所述光束垂直的平面(PC)中并与所述波面的分析平面(PD)在光学上共轭，所述二维光栅使所述光束衍射出多个不同的出射光束，
b)强度函数，以及
c)与所分析的所述波面的坡度有关的图像失真，该图像由多个出射光束的干涉形成并在位于距所述光栅平面(PC)的所选距离处的平面(Ps)中生成和观看，
其特征在于，所述强度函数在所述光栅的整个表面上是均匀的，所述步骤a)包括以下各项的复合：
a1)第一相位函数，所述第一相位函数是所谓的排除函数FPE，所述第一相位函数定义了有用区域(ZU)和排除区域(ZE)的网格，所述有用区域在所分析的所述光束的所述光的透射或反射中未引入相位空间变化，所述排除区域引入了快速相位变化，该变化的空间演化特性长度根据光栅平面的至少一个方向被包括在沿着该方向的网格的长度的一小部分中，以及
a2)第二相位函数，所述的第二相位函数是所谓的基出相位函数FPF，所述第二相位函数在两个相邻的锥形光束之间引入了相位偏移PHI，所述相位偏移PHI对应于在矩形或六边形的网格中所选的网格，PHI是矩形(或笛卡尔)啮合中的值π，或六边形啮合中的2kπ/3(k是0，1，或2)。
2.根据权利要求1所述的用于分析光学控制中的光束波面的方法，其中，该变化的空间演化特性长度根据光栅平面的至少一个方向被包括在沿着该方向的网格的长度的二十分之一和三分之一之间。
3.一种用于实现根据权利要求1所述的方法的具有二维网格的相位光栅(GR)，其特征在于，所述相位光栅由相吻合的两个网格光栅构成：
-排除相位光栅(GE)，对所述排除函数FPE编码并具有由两个区域构成的单元网格，第一有用区域，其中入射波的相位不改变，以及第二排除区域，其中对所述快速相位变化编码；以及
-基础相位光栅(GPF)，对基础相位函数FPF进行编码并具有单元网格，在所述单元网格中布置相位单元图案，
并且在于，所述基础相位光栅(GPF)的所述相位单元图案引入了与两个锥形光束之间的网格相对应的相位偏移PHI，所述两个锥形光束来自所述排除相位光栅的两个相邻网格。
4.根据权利要求3所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述排除相位光栅(GE3A，GE3B，GE3C)具有矩形单元网格，所述矩形单元网格的尺寸为沿第一网格方向的L和沿另一方向的1，所述矩形单元网格被划分为两个区域，具有基本上相同的表面的有用区域(ZU)和排除区域(ZE)，每个有用区域(ZU)组成所述排除相位光栅的所述单元网格的按比例变换并具有与排除区域(ZE)的两个边相重合的两个边。
5.根据权利要求4所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述排除相位光栅(GE3A，GE3B)定义有用区域(ZU)的网格，所述有用区域的表面接近于所述排除相位光栅的所述网格的所述单元网格(GPF4)的表面的一半。
6.根据权利要求3或4所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述排除相位光栅(GE3B)具有方形网格。
7.根据权利要求3所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述排除相位光栅(GE)具有这样的排除区域，所述排除区域散射穿过其的入射通量。
8.根据权利要求3所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述排除相位光栅使排除区域(ZE)呈现厚度“e”上的阶梯式的周期性变化，以使得相邻阶梯之间的厚度差异e遵循以下关系：
e＝λ/(n-1)x(k+1/2)，
其中：
-λ是平均使用波长，
-“n”是
-在透射中使用所述具有二维网格的相位光栅的情况下的材料的折射率，或
-在反射中使用所述具有二维网格的相位光栅的情况下的常数3，以及
-k是整数。
9.根据权利要求3所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述基础相位光栅(GPF)是具有不同等级的棋盘类型的，所述不同等级呈现出厚度差异(e)。
10.根据权利要求3所述的具有二维网格的相位光栅，其中，所述基础相位光栅(GPF4)呈现出根据以下关系的相邻阶梯之间厚度“e”上的阶梯式的周期性变化：
e＝λ/(n-1)x(k+1/2)，
其中：
-λ是平均使用波长，
-“n”是
-在透射中使用所述具有二维网格的相位光栅的情况下的材料折射率，或
-在反射中使用所述具有二维网格的相位光栅的情况下的常数3，以及
-k是整数。
11.根据权利要求3所述的具有二维网格的相位光栅(GR)，其特征在于，所述具有二维网格的相位光栅(GR)根据母板组件通过模压或压制来加工。
12.一种用于实现根据权利要求1所述的方法的用于分析光学控制中的光束的波面的设备，其特征在于，所述设备包括：
α)输入光学部件(O2，O3，O4)，使参考平面(PC)与分析所述波面的平面(PD)在光学上共轭，
β)根据权利要求3至11中任一项所述的具有二维网格的相位光栅，定位于所述参考平面(PC)中并使所述光束衍射为多个出射光束，以及
γ)用于观看由所述出射光束的干涉形成的图像的装置，所述图像的失真与所分析的所述波面的坡度有关。
13.根据权利要求12所述的分析设备，其中，蚀刻在衬底的一个面上的所述具有二维网格的相位光栅(GR)通过穿过所述排除网格来产生锥形光束，之后所述锥形光束在到所述衬底的另一个面上的全反射中被偏离。
14.根据权利要求13所述的分析设备，其中，所述具有二维网格的相位光栅(GR)在透射中作用。
15.根据权利要求13所述的分析设备，其中，所述具有二维网格的相位光栅(GR)在反射中作用。
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