EP3574295A1 - Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde et systèmes mettant en oeuvre une telle méthode - Google Patents

Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde et systèmes mettant en oeuvre une telle méthode

Info

Publication number
EP3574295A1
EP3574295A1 EP18704888.9A EP18704888A EP3574295A1 EP 3574295 A1 EP3574295 A1 EP 3574295A1 EP 18704888 A EP18704888 A EP 18704888A EP 3574295 A1 EP3574295 A1 EP 3574295A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wavefront
measurement
signal
quality
integrable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18704888.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Xavier Levecq
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imagine Optic SA
Original Assignee
Imagine Optic SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imagine Optic SA filed Critical Imagine Optic SA
Publication of EP3574295A1 publication Critical patent/EP3574295A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J9/0215—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods by shearing interferometric methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/1015—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for wavefront analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J2009/028—Types

Definitions

  • the present description relates to a method for evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront, and more specifically the measurement of a wavefront obtained by means of a wavefront analyzer by measurement. direct.
  • the present description also relates to wavefront analysis systems by direct wavefront measurement using such a method.
  • Phase analysis of an optical wavefront has many applications; for example, the qualification of light sources (laser sources, laser diodes, LEDs) or of refractive or reflective optical components, such as imaging objectives, mirrors, filters, portholes, etc .; or the control of deformable optical components, for example deformable mirrors, liquid crystal valves, liquid lenses and more generally any phase modulator used in active optics, adaptive optics or for beam shaping. ).
  • light sources laser sources, laser diodes, LEDs
  • refractive or reflective optical components such as imaging objectives, mirrors, filters, portholes, etc .
  • deformable optical components for example deformable mirrors, liquid crystal valves, liquid lenses and more generally any phase modulator used in active optics, adaptive optics or for beam shaping.
  • wavefront analysis techniques are known by direct measurement of the wavefront (as opposed to interferometric techniques using interference of the wavefront to be analyzed with a reference wavefront); Direct measurement wavefront analysis techniques allow the determination of local wavefront slopes (ie, the first wavefront derivatives) and are generally based on an analysis of the wavefront. varying the angle of the light ray path using a wavefront sensor comprising a set of one or more optical elements and a generally two-dimensional detector.
  • the wavefront sensor comprises a matrix of holes or micro-lenses positioned in front of a detector, generally two-dimensional, at a distance typically of a few millimeters. According to this technique, a network of spots is formed on the detector by the matrix of holes or microlenses.
  • the measurements of the displacements of each of these spots relative to reference positions in the presence of a plane wavefront without aberrations are directly proportional to the local slopes of the measured wavefront, ie directly proportional. to the derivative of the aberrations present on the measured wavefront.
  • the coefficient of proportionality is equal to the distance between the array of holes or micro lenses of the detector. The numerical integration of these local slopes makes it possible to obtain the phase of the measured wavefront (see for example "Principles and History of Shack-Hartmann", Journal of Refractive Surgery Volume 17 September / October 2001).
  • the wavefront sensor comprises an array of patterns of variable intensity illuminated by a wave from a source having a good coherent spatial; these patterns are deformed during the passage of the light wave in the optical element to be controlled; the deformations are recorded on a two-dimensional detector placed in a conjugate plane of the pattern network of variable intensities.
  • the analysis of these deformations makes it possible to go back to the deflections which the light rays undergone during the crossing of the optical element to be controlled; these deflections are the local slopes of the wavefront which represent local derivatives of the optical aberrations introduced by the optical element to be controlled.
  • the wavefront is calculated by integrating the local slopes thus measured.
  • the wavefront after passing through the optical element to be measured, is focused in a focusing plane where a spatially variable optical density plate is located. .
  • the positions of the radii in the plane of focus being directly proportional to the angular deviation they have suffered during the crossing of the optical element to be measured, they undergo an intensity encoding during the crossing of the variable density blade.
  • These rays are then imaged on a detector placed in a conjugate plane of the object to be measured.
  • the signal level on each pixel reveals the attenuation that the incident ray has undergone on this pixel, which makes it possible to know the angular deviation that this ray has undergone during the crossing of the optical element to be measured.
  • the signal level map acquired by the two-dimensional detector thus allows to go up to the local slopes of the wavefront during the crossing of the optical element to be controlled.
  • Wavefront analysis techniques by direct wavefront measurement are very widely used, especially for the characterization of optical components, because they are generally simpler to implement than interferometric techniques (no use of a reference wavefront) and also allow the characterization of wave fronts from light sources. They also allow the analysis of wave fronts with deformations of greater amplitude.
  • the accuracy of the measurement of the wavefront obtained is difficult to verify by a user.
  • the conditions of implementation of the analysis system can disturb the measurement of the wavefront without it being easily detectable by the user.
  • a parasitic light source whether extensive or point, a parasitic reflection on a diopter of an optical component to be analyzed or the presence of parasitic interference, can introduce a spurious signal on the detector that can disturb the measure the local slopes of the wavefront and thus degrade the reconstruction of the wavefront.
  • An object of the present description is to propose a method for evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront obtained by means of a wavefront analyzer by direct measurement, in order to give a user a quality factor of the measurement carried out, which enables him to estimate the level of confidence of the measurement and to retroact, if necessary, on the conditions of implementation of the wavefront analysis.
  • the present description relates to a method for evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront, said measurement being obtained by means of a wavefront analyzer by direct measurement, the method comprising the following steps: acquiring an optoelectronic signal for wavefront measurement by means of a wavefront sensor, said sensor comprising a two-dimensional detector; determining from said optoelectronic signal at least one characteristic parameter of a parasitic component of the optoelectronic signal;
  • the method of evaluating the quality of the wavefront measurement thus described makes it possible to give a user a level of confidence in the measurement made from the optoelectronic signal used for the measurement itself. This allows on the one hand to have a reliable quality factor for the measurement made, and it also allows to not need to do additional tests with specific tools, such as light measurement tests for example parasite.
  • a characteristic parameter of a parasitic component of the optoelectronic signal may comprise, according to one or more exemplary embodiments, a signal measured in areas of the two-dimensional detector which are not covered by a signal useful for the measurement of the wavefront.
  • the determination of such a parameter for the evaluation of a quality factor of the measurement is, for example, suitable in the case where parasitic signal sources are ambient light, forming on the two-dimensional detector a non-uniform diffuse background signal. , or a point light source with good spatial coherence, etc.
  • the determination from the optoelectronic signal of a characteristic parameter of a parasitic component of the signal can comprise the following steps:
  • Another characteristic parameter of a parasitic component of the optoelectronic signal may comprise, according to one or more exemplary embodiments, a subset formed of the non-integrable components of the measurements of the local slopes called "non-integrable local slopes".
  • the term "measured local slopes” or “raw local slopes”, the quantities determined from the optoelectronic signal for measuring the slopes This can be done in different ways depending on the technique chosen (Shack Hartmann, lateral shift interferometry, Moiré image deflectometry, Schlieren method, etc.), as recalled in the description of state of the art.
  • the measured local slope comprises an integrable component which comprises in particular the local slope of the wavefront that is ultimately sought and may also include a non-integrable component which, when it exists, can not be linked. than a parasitic component of the optoelectronic signal, whatever its origin.
  • the presence of nonintegrable components in the raw local slopes is a very good characteristic parameter of a parasitic component of the optoelectronic signal is therefore a very good indicator of the quality of the measured.
  • a characteristic parameter for the evaluation of a quality factor of the measurement is adapted not only in the case where the parasitic signal results in a luminous flux on the detector covering areas outside those in which there is the signal useful for the measurement, but also in the case where the spurious signal is in the areas in which the signal useful for the measurement is also located.
  • the determination of a characteristic parameter of a parasitic component of the optoelectronic signal may comprise the following steps:
  • the determination of said set of nonintegrable local slopes comprises integrating said raw local slopes to obtain a reconstruction of a wavefront;
  • the quality factor can then be evaluated from a peak-valley value or a value of the root mean square (or "RMS" according to the abbreviation "root mean square") of at least a portion of the local slopes not integrable.
  • RMS root mean square
  • the quality factor can also be evaluated from the power spectral density (or "DSP") of at least a portion of the nonintegrable local slopes, or a combination of these parameters (RMS and DSP for example).
  • DSP power spectral density
  • the present description relates to a method for analyzing an optical wavefront by direct measurement of the wavefront, comprising:
  • the present description relates to systems for analyzing an optical wavefront by direct measurement, comprising:
  • a wavefront sensor provided with a two-dimensional detector for acquiring an optoelectronic signal for measuring the wavefront
  • an optoelectronic signal processing unit for reconstructing the wavefront from said signal, said processing unit being further adapted to:
  • the wavefront sensor comprises a micro-lens array positioned in front of a two-dimensional detector and the optoelectronic signal comprises an array of spots formed by each of the micro-lenses illuminated by the wavefront at measure.
  • the wavefront sensor comprises a matrix of holes positioned in front of a two-dimensional detector and the optoelectronic signal comprises an array of spots formed by each of the holes illuminated by the wavefront to be measured.
  • the wavefront sensor comprises a phase grating positioned in front of a two-dimensional detector and the optoelectronic signal comprises an array of spots formed by the figure resulting from the interference of the waves generated by the grating. phase crossed by the wavefront to be measured.
  • FIG. 1 a diagram illustrating steps of a method for evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront according to the present description
  • FIG. 2 a diagram illustrating an example of a system for analyzing an optical wavefront by direct measurement according to the present description
  • FIG. 3A a diagram illustrating steps of a first exemplary method of evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront according to the present description
  • FIG. 3B an example of an optoelectronic signal acquired by the detector showing an example of a spurious signal identified during a step of the method illustrated in FIG. 3A
  • FIG. 3C a diagram illustrating a step of the method described in FIG. 3A;
  • FIG. 4 a diagram illustrating steps of a second exemplary method for evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront according to the present description
  • FIG. 5A an example of an optoelectronic signal acquired by the detector of a wavefront analysis system, disturbed by parasitic interference
  • FIGS. 6A-6C are images respectively illustrating the assembly (FIG.6A) of the raw local slopes of the wavefront calculated from the optoelectronic signal shown in FIG. 5A, the set (FIG.6B) of the integrable local slopes of the wavefront calculated from a wavefront drift (shown in FIG.5B), the set (6C) of local slopes not integrable wavefront computed from the subtraction of all integrable local slopes of the wavefront (FIG.6B) to the set of raw local slopes (FIG.6A);
  • FIGS. 7A-7C diagrams respectively showing the power spectral density of the raw local slopes (FIG 7A), integrable local slopes (FIG.7B) and unintegrable local slopes (FIG.7C).
  • FIGS. 1 and 2 generally illustrate steps of a method for evaluating the quality of the measurement of an optical wavefront and a direct measurement wavefront analysis system implementing such a method. .
  • the wavefront analysis system 20 illustrated in FIG. 2 comprises a wavefront analyzer 21 with a two-dimensional detector 210 for acquiring an optoelectronic signal for measuring the wavefront and a set of one or more optical elements schematized in the form of an element. unique referenced 211 in FIG. 2.
  • the wavefront analysis system further comprises a processing unit 22 adapted to the processing of the optoelectronic signal acquired by the detector 210 for the reconstruction of the wavefront from said optoelectronic signal, and a unit of FIG.
  • the processing unit 22 is furthermore suitable for implementing the method for assessing the quality of the wavefront measurement according to the present description, as described below, of such so that when the quality evaluation method is implemented, the "quality factor" of the measurement is displayed on the display unit 23, for example in the form of a color among a color code , or a number, etc.
  • the wavefront analysis system 20 is adapted for characterizing an OBJ object that does not emit light itself;
  • the wavefront analysis system 20 may further comprise a light source 24 of the object.
  • the object is illuminated by an external light source that is not part of the analysis system.
  • the measurement can be carried out in transmission (case of FIG 2) but can also be carried out in reflection in the case of the analysis of a reflective system (for example a mirror).
  • the object OBJ to be characterized is, for example, and non-exhaustively, a refractive or reflective optical component, such as an imaging lens, a mirror, a filter, a porthole, etc .; the OBJ object may also be a deformable optical component, for example a deformable mirror, a liquid crystal valve, a liquid lens and more generally any phase modulator used in active optics, adaptive optics or for beam shaping ( "Beam shaping").
  • the wavefront analyzed is the wavefront from the illuminated object, the wavefront analysis allowing the optical characterization of the object.
  • the lighting source 24 is for example a laser, a laser diode (fiber or not), a super-luminescent diode (dark or not), an LED (fiber or not) or a hole illuminated by a lamp.
  • the object to be characterized is a light source (for example a laser source, a laser diode, a light emitting diode or LED), the implementation of the measurement does not need to provide a source lighting as shown in FIG. 2.
  • the analyzed wavefront is indeed directly the wavefront emitted by the light source which is itself the object of analysis.
  • FIG. 1 illustrates, according to an example of the steps of the method for assessing the quality of the wavefront measurement according to the present description, implemented for example by means of a wavefront analysis system such as illustrated in FIG. 2.
  • the method comprises the acquisition (step 10) of an optoelectronic signal by means of a wavefront sensor for measuring the wavefront, the determination (step 11) from the optoelectronic signal of at least a characteristic parameter of a parasitic component of the optoelectronic signal, the evaluation (step 12) of a quality factor of the measurement of the wavefront as a function of the at least one characteristic parameter of the parasitic component of the signal, and displaying (step 13) a quality level determined according to said quality factor, on a display unit as shown for example in FIG. 2.
  • the present description also relates to a method for analyzing a wavefront by direct measurement that integrates the method for evaluating the quality of the wavefront measurement as described in FIG. 1.
  • a local slope measured at the coordinates (i, j) in a measurement plane defined by an orthonormal reference (x, y) ("gross" local slope) can be described. by a component along the x axis and a component along the y axis.
  • the set of raw local slopes can therefore be represented in the form of a table of slopes x ("tabX") and a table of slopes y ("tabY").
  • the gross local slope at the point of coordinates (i, j) in the measurement plane will therefore have as component along the x axis "tabX (i, j)" and as component along the y axis “tabY (i, j) ".
  • the treatments can be performed from the slope table along the x-axis and / or the slope table along the y-axis.
  • the method of evaluating the quality of the wavefront measurement can be done concomitantly with the measurement of the wavefront itself, that is to say concomitantly with the reconstruction of the front of the wavefront. wave from the optoelectronic signal acquired by the detector. In this case, a user sees at the same time the reconstructed wavefront and a value of the quality factor which gives the user a level of confidence in the measurement made.
  • the method for evaluating the quality of the wavefront measurement can also be done in a deferred manner with respect to the measurement of the wavefront itself. Indeed, once the optoelectronic signal acquired and saved, the user can start the evaluation of the quality factor at any time after performing the measurement of the wavefront, without time limit.
  • Several characteristic parameters of a parasitic component of the signal can be determined from the optoelectronic signal acquired by the detector 210 to evaluate a quality factor of the measurement. The nature of the parameter may depend on the type of spurious signal. It will also be possible to combine these parameters.
  • FIG. 3A illustrates a first example of a method for evaluating the quality of the wavefront measurement according to the present description, in which a signal is detected in zones of the two-dimensional detector which are not covered by a signal useful for the measurement. of the wavefront.
  • a characteristic parameter for the evaluation of a quality factor of the measurement is adapted especially in the case where sources of spurious signal are ambient light, forming on the two-dimensional detector a non-uniform diffusive background signal, or a source point light with good spatial coherence, etc.
  • the method as described in FIG. 3A comprises, after the acquisition (step 10) of an optoelectronic signal for the measurement of the wavefront, a step 111 of identification from said optoelectronic signal of areas not covered by the signal useful for the measurement of the front wave.
  • FIG. 3B represents, by way of example, the image acquired by a two-dimensional detector of a Hartmann Shack wavefront analyzer in the presence of a diffuse spurious signal due to the ambient light of the room where the measurement has been carried out .
  • the network of spots 31 represents the spots generated by the micro lens array traversed by the wavefront to be analyzed. This network of spots 31 represents the useful signal.
  • This figure clearly shows a diffuse and non-uniform parasitic flux related to the presence of stray light due to ambient lighting of the room. This signal is easily identifiable in zones of the two-dimensional detector not covered by the useful signal (zones referenced 32).
  • FIG. 3C schematically illustrates the area 31 representing the spot generated by a micro lens (useful signal) and the area 32 outside the area 31.
  • the method for assessing the quality of the wavefront measurement then comprises determining (step 112) a parasitic component from the optoelectronic signal measured in areas that are not covered by a signal useful for the measurement. of the wavefront and the calculation (step 121) of the quality factor from at least one characteristic parameter of the parasitic component.
  • steps 111, 112 and 121 can be performed as follows:
  • Step 111 during the computation of the raw local slopes from the spots formed by the micro lens array, a given number of measurement zones of the parasitic signal around the spot formed by each of the optoelectronic signal coming from the detector is identified. micro lens. In FIG. 3C, it is for example 4 zones referenced 321, 322, 323, 324.
  • Step 112 For each of the spots, the value of the optoelectronic signal of the matrix detector in the measurement areas of the spurious signal (321, 322, 323, 324) is measured and averaged. An amplitude map of the parasitic flux corresponding to the characteristic parameter of the parasitic component of the signal is obtained.
  • Step 121 the quality factor is calculated, for example, by averaging the amplitude map of the parasitic flux obtained in step 112.
  • the higher the value of the quality factor the more the measurement will be declared as disturbed by the spurious signal to a user.
  • steps 111, 112 and 121 can be carried out as follows:
  • Step 111 during the calculation of the raw local slopes from the spots formed by the micro-lens array, a given number of measurement zones of the parasitic signal (321, 322, 323) are identified on the optoelectronic signal from the detector, 324) around the stain (31), for example 4 as in the previous example.
  • Step 112 For each of the spots, the value of the optoelectronic signal of the matrix detector is measured in the measurement zones of the parasitic signal (321, 322, 323, 324) and the absolute value of the difference in the values of the optoelectronic signal is calculated. areas taken 2 to 2 and averaged. A map representative of the non-uniformity of the parasitic signal around the useful signal is then obtained, this card forming the characteristic parameter of the parasitic component of the signal.
  • Step 121 the quality factor is calculated by realizing for example the average of the non-uniformity card of the parasitic signal around the useful signal obtained in step 121.
  • the higher the quality factor value the higher the the measurement is declared disturbed by the spurious signal.
  • a "quality of measurement" display is displayed. For example, a discrete number of colors or numbers are associated with calculated values of the quality factor, indicating to the user what each color or each color corresponds to. figure. For example, there may be 5 levels of the quality factor, corresponding to excellent, good, average, bad, very bad quality, respectively. Depending on the level of the quality factor, a user can be advised of a number of steps to take to find better measurement conditions. When the quality level is not satisfactory, several improvement actions can be carried out. For example :
  • Eliminate ambient light (turn off the light in the room where the measurement is made).
  • Hide stray light sources that may illuminate, even partially, the wavefront analyzer detector.
  • These parasitic light sources may be for example a computer screen, the "on-off" lights of electronic devices, a desk lamp, etc.
  • One way of acquiring a background image is to acquire an image with the detector of the wavefront analyzer having switched off or concealed the light source generating the beam used to carry out the measurement (the source 24 of FIG. .2 for example).
  • FIG. 4 illustrates a second example of determining a characteristic parameter of a parasitic component of the signal to evaluate the quality of the wavefront measurement.
  • a characteristic parameter of a parasitic component of the signal comprises a subset of the raw local slopes determined from the optoelectronic signal, formed by non-integrable local slopes.
  • wavefront analyzers by direct wavefront measurement have access only to the derivative of the wavefront. These analyzers can therefore only measure continuous wave fronts, ie wave fronts whose local slopes are 100% integrable.
  • the identification and quantification of non-integrable local slopes in the measured local slopes is therefore an objective indicator of the quality of the implementation of the wavefront measurement. Indeed, a wavefront measurement performed in the optimal implementation conditions must give a set of local slopes not integrable negligible or almost zero.
  • parasitic signal-related degradation has no reason to have the property of being 100% integrable.
  • FIG. 5A represents the optoelectronic signal obtained with a Hartmann Shack analyzer, comprising 128x128 micro lenses.
  • This analyzer measures the phase of an optical wavefront crossing a plane-parallel plate with one side having a semi-reflective treatment and the other side being untreated.
  • the illumination beam is monochromatic at a wavelength of 1064 nm and the coherence length of the illumination beam is much greater than the thickness of the strip.
  • the signal is disturbed by a parasitic wave generated by the double reflection on both sides of the blade and this parasitic wave interferes with the beam having passed through the blade. The contrast of this interference is very low and this interference is hardly discernable on the optoelectronic signal from the matrix detector.
  • FIG. 6A represents the map of the raw local slopes calculated from the optoelectronic signal illustrated that FIG. 5A.
  • FIG. 6B represents the map of integrable local slopes obtained by digital derivation of the wavefront illustrated in FIG. 5B and FIG. 6C the map of nonintegrable local slopes, the results of the difference between the raw local slopes and the local slopes. integrable.
  • FIGs. 6A, B and C are displayed with the same scale for the representation of local slopes.
  • FIGS. 7A, 7B and 7C respectively represent the power spectral density (DSP) of the gross local slopes along the x-axis (FIG 7A), local slopes integrable along the x-axis (FIG 7B), and non-local slopes integrable along the x-axis (FIG 7C).
  • DSP power spectral density
  • FIGS. 7A, 7B and 7C respectively represent the power spectral density (DSP) of the gross local slopes along the x-axis (FIG 7A), local slopes integrable along the x-axis (FIG 7B), and non-local slopes integrable along the x-axis (FIG 7C).
  • DSP power spectral density
  • FIGS. 7A, 7B and 7C respectively represent the power spectral density (DSP) of the gross local slopes along the x-axis (FIG 7A), local slopes integrable along the x-axis (FIG 7B), and non-local slope
  • the calculation of the quality factor from the non-integrable local slopes can be performed simply by calculating, for example, the RMS value of the table of non-integrable local slopes along the axis x, the RMS value of the table of non-integrable local slopes along the y axis and averaging the 2 found RMS values.
  • a higher value of the quality factor indicates a more disturbed measurement.
  • the quality factor can be calculated in many other ways.
  • the calculation of the quality factor can take into account the frequency behavior (spatial frequency) of the nonintegrable local slopes.
  • the information sought by the user is wavefront information that is to say the result of the integration of measured local slopes (raw local slopes).
  • the amplitude of the reinjection of the local slope errors on the wavefront during the integration depends on the spatial frequency of the local slope errors: the errors of low spatial frequencies generate, during the integration, strong errors on the wavefront while errors at high spatial frequencies generate errors on the low amplitude wavefront. Since the frequency behavior of integrable local slope errors and that of non-integrable local slopes are similar, the frequency study of non-integrable slopes makes it possible to refine the knowledge of the importance of the degradation of the wavefront measurement.
  • a preponderant weight can be given to the low spatial frequencies of nonintegrable slopes in the calculation of the quality factor of the measurement.
  • the weight may be the inverse of the spatial frequency, or it may be decided to keep for the calculation of the quality factor only slopes whose spatial frequency is less than a fraction of the cutoff frequency.
  • the calculation of the quality factor (Q) made from the non-integrable local slopes can be carried out as follows:
  • DSP integrated power spectral densities
  • fmax the maximum spatial frequency up to which we wish to take into account the frequency content of the DSP. For example, if we want to favor the low spatial frequencies in the calculation of the quality factor, fmax can be fixed at 1/4 of the cutoff frequency of DSPix or DPSiy (in the case of FIGS. 7, the cutoff frequency is equal to 64).
  • the quality factor Q is:
  • the calculation of the quality factor (Q) made from the non-integrable local slopes can be carried out as follows:
  • DSPix and DSPiy integrated DSP such as those of FIG7A-7C local slopes not integrable along the x-axis and along the y-axis.
  • fc the cutoff frequency of the DSPix or DPSiy (in the case of Figures 7, the cutoff frequency is equal to 64).
  • a "quality of measurement” display can then be performed. For example, colors or numbers are associated with calculated values of the quality factor, indicating to the user what each color or number is. For example, there may be 5 levels of the quality factor, corresponding to excellent, good, average, bad, very bad quality, respectively. Depending on the level of the quality factor, a user can be advised of a number of steps to take to find better measurement conditions. When the quality level is not satisfactory, several improvement actions can be carried out. For example : Eliminate ambient light (turn off the light in the room where the measurement is made). Hide stray light sources that may illuminate, even partially, the wavefront analyzer detector. These parasitic light sources may be, a computer screen, the "on-off" lights of electronic devices, a desk lamp, etc.
  • One way of acquiring a background image is to acquire an image with the detector of the wavefront analyzer by having turned off or hidden the light source generating the beam used to perform the measurement (the source 24 of the FIG.2 for example).
  • the final quality factor of the measurement could result from the multiplication of a quality factor calculated using the method described in relation to FIG. 3A with a quality factor calculated using the method described in relation to FIG. 4.
  • the invention has been described using the example of a Shack-Hartmann, but it can also be applied to Hartmann type systems, of the lateral shift interferometer type, or more generally to a direct edge analyzer intended to measure the local slopes of a wavefront.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

La présente description concerne selon un aspect une méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique, ladite mesure étant obtenue au moyen d'un analyseur de front d'onde par mesure directe, la méthode comprenant : l'acquisition (10) d'un signal optoélectronique pour la mesure du front d'onde au moyen d'un senseur de front d'onde, ledit senseur comprenant un détecteur bidimensionnel; la détermination (11) à partir dudit signal optoélectronique d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique; l'évaluation (12) d'un facteur de qualité de la mesure du front d'onde en fonction dudit au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite du signal; l'affichage (13) d'un niveau de qualité de la mesure à destination d'un utilisateur en fonction dudit facteur de qualité.

Description

MÉTHODE D'ÉVALUATION DE LA QUALITÉ DE LA MESURE D'UN FRONT D'ONDE ET SYSTÈMES METTANT EN ŒUVRE UNE TELLE
MÉTHODE
ÉTAT DE L'ART
Domaine technique de l'invention
La présente description concerne une méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique, et plus précisément la mesure d'un front d'onde obtenue au moyen d'un analyseur de front d'onde par mesure directe. La présente description concerne également des systèmes d'analyse de front d'onde par mesure directe du front d'onde mettant en œuvre une telle méthode.
Etat de l'art
L'analyse de la phase d'un front d'onde optique (appelée simplement dans la présente description « analyse (ou mesure) d'un front d'onde optique ») présente de nombreuses applications ; par exemple, la qualification de sources lumineuses (sources laser, diodes laser, LED) ou de composants optiques réfractifs ou réflectifs, tels que les objectifs de formation d'image, les miroirs, les filtres, les hublots, etc.; ou encore le contrôle de composants optiques déformables, par exemple les miroirs déformables, les valves à cristaux liquides, lentilles liquides et plus généralement tout modulateur de phase utilisé en optique active, optique adaptative ou pour la mise en forme de faisceau (« beam shaping »).
Notamment, on connaît des techniques d'analyse de front d'onde par mesure directe du front d'onde (par opposition à des techniques interférométriques utilisant l'interférence du front d'onde à analyser avec un front d'onde de référence) ; les techniques d'analyse de front d'onde par mesure directe permettent la détermination des pentes locales du front d'onde (c'est-à-dire les dérivées premières du front d'onde) et sont généralement basées sur une analyse de la variation de l'angle du trajet de rayons lumineux à l'aide d'un senseur de front d'onde comprenant un ensemble d'un ou plusieurs éléments optiques et un détecteur généralement bidimensionnel.
Ainsi, parmi les techniques d'analyse de front d'onde par mesure directe, on peut citer par exemple et de façon non exhaustive, les techniques dites Hartmann et Shack Hartmann, Γ interféra métrie par décalage latérale, la déflectométrie par image de moiré, la méthode de Schlieren, etc. Une description sommaire de ces techniques est rappelée ci-dessous. Dans les techniques dites Hartmann et Shack Hartmann, le senseur de front d'onde comprend une matrice de trous ou de micro lentilles positionné devant un détecteur, en général bidimensionnel, à une distance typiquement de quelques millimètres. Selon cette technique, un réseau de taches est formé sur le détecteur par la matrice de trous ou de microlentilles. Les mesures des déplacements de chacune de ces taches par rapport à des positions de référence en présence d'un front d'onde plan sans aberrations sont directement proportionnelles aux pentes locales du front d'onde mesuré, c'est-à-dire directement proportionnelles à la dérivée des aberrations présentes sur le front d'onde mesuré. Le coefficient de proportionnalité est égal à la distance séparant la matrice de trous ou de micro lentilles du détecteur. L'intégration numérique de ces pentes locales permet d'obtenir la phase du front d'onde mesuré (voir par exemple "Principles and History of Shack-Hartmann », Journal of Refractive Surgery Volume 17 September/October 2001).
L'interférométrie par décalage latérale est par exemple décrite dans le brevet US6577403. Selon cette technique, plusieurs ondes « filles » sont générées selon des axes de propagation différents à partir d'un réseau de diffraction éclairé par une onde « mère » et interfèrent après propagation ; la figure d'interférence est enregistrée par un détecteur bidimensionnel situé par exemple à quelques millimètres derrière le réseau de diffraction. Les déformations de la figure d'interférences sont proportionnelles aux pentes locales du front d'onde analysé. L'analyse de ces déformations permet de calculer les pentes locales du front d'onde et d'obtenir, par intégration, la phase du front d'onde.
Dans la technique dite de déflectométrie par image de moiré (voir par exemple US20100310130), le senseur de front d'onde comprend un réseau de motifs d'intensités variables éclairé par une onde issue d'une source présentant une bonne cohérente spatiale ; ces motifs sont déformés lors du passage de l'onde lumineuse dans l'élément optique à contrôler; les déformations sont enregistrées sur un détecteur bidimensionnel placé dans un plan conjugué du réseau de motifs d'intensités variables. L'analyse de ces déformations permet de remonter aux déflections qu'ont subies les rayons lumineux lors de la traversée de l'élément optique à contrôler ; ces déflections sont les pentes locales du front d'onde qui représentent des dérivées locales des aberrations optiques introduites par l'élément optique à contrôler. Le front d'onde est calculé en intégrant les pentes locales ainsi mesurées.
Dans la méthode de Schlieren (voir par exemple la demande de brevet US 20050036153), le front d'onde, après avoir traversé l'élément optique à mesurer, est focalisé dans un plan de focalisation où se trouve une lame à densité optique variable spatialement. Les positions des rayons dans le plan de focalisation étant directement proportionnelles à la déviation angulaire qu'ils ont subie lors de la traversée de l'élément optique à mesurer, ils subissent un encodage en intensité lors de la traversée de la lame à densité variable. Ces rayons sont alors imagés sur un détecteur placé dans un plan conjugué de l'objet à mesurer. Le niveau de signal sur chaque pixel révèle l'atténuation qu'a subie le rayon incident sur ce pixel ce qui permet de connaître la déviation angulaire que ce rayon a subie lors de la traversée de l'élément optique à mesurer. La carte de niveau de signal acquise par le détecteur bidimensionnelle permet donc de remontée aux pentes locales du front d'onde lors de la traversée de l'élément optique à contrôler.
Les techniques d'analyse de front d'onde par mesure directe du front d'onde sont très largement employées, notamment pour la caractérisation de composants optiques, car elles sont généralement plus simples à mettre en œuvre que les techniques interférométriques (pas d'utilisation d'un front d'onde de référence) et permettent également la caractérisation des fronts d'onde issus de sources lumineuses. Elles permettent par ailleurs l'analyse de fronts d'onde présentant des déformations de plus forte amplitude.
Dans la mise en œuvre de ces techniques cependant, la justesse de la mesure du front d'onde obtenue est difficilement vérifïable par un utilisateur. En effet, les conditions de mise en œuvre du système d'analyse peuvent perturber la mesure du front d'onde sans que cela soit facilement détectable par l'utilisateur. Ainsi par exemple, une source lumineuse parasite, qu'elle soit étendue ou ponctuelle, une réflexion parasite sur un dioptre d'un composant optique à analyser ou la présence d'interférences parasites, peuvent introduire un signal parasite sur le détecteur qui peut perturber la mesure des pentes locales du front d'onde et donc dégrader la reconstruction du front d'onde.
Un objet de la présente description est de proposer une méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique obtenue au moyen d'un analyseur de front d'onde par mesure directe, afin de donner à un utilisateur un facteur de qualité de la mesure effectuée, ce qui lui permet d'estimer le niveau de confiance de la mesure et de rétroagir, si nécessaire, sur les conditions de mise en œuvre de l'analyse de front d'onde.
RESUME DE L'INVENTION Selon un premier aspect, la présente description concerne une méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique, ladite mesure étant obtenue au moyen d'un analyseur de front d'onde par mesure directe, la méthode comprenant les étapes suivantes: l'acquisition d'un signal optoélectronique pour la mesure du front d'onde au moyen d'un senseur de front d'onde, ledit senseur comprenant un détecteur bidimensionnel ; la détermination à partir dudit signal optoélectronique d'au moins un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique ;
l'évaluation d'un facteur de qualité de la mesure du front d'onde en fonction dudit au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite du signal ;
l'affichage d'un niveau de qualité de la mesure à destination d'un utilisateur en fonction dudit facteur de qualité.
La méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde ainsi décrite permet de donner à un utilisateur un niveau de confiance dans la mesure effectuée à partir du signal optoélectronique utilisé pour la mesure elle-même. Cela permet d'une part d'avoir un facteur de qualité fiable pour la mesure effectuée, et cela permet d'autre part de ne pas avoir besoin de faire de tests supplémentaires avec un outillage spécifique, comme par exemple des tests de mesure de lumière parasite.
Un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique peut comprendre, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, un signal mesuré dans des zones du détecteur bidimensionnel qui ne sont pas couvertes par un signal utile pour la mesure du front d'onde. La détermination d'un tel paramètre pour l'évaluation d'un facteur de qualité de la mesure est par exemple adaptée dans le cas où des sources de signal parasite sont une lumière ambiante, formant sur le détecteur bidimensionnel un signal de fond diffus non uniforme, ou une source lumineuse ponctuelle présentant une bonne cohérence spatiale, etc.
Ainsi, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, la détermination à partir du signal optoélectronique d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal peut comprendre les étapes suivantes:
identification de zones du détecteur non couvertes par un signal utile pour la mesure du front d'onde ;
détermination d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal à partir du signal mesuré dans lesdites zones.
Un autre paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique peut comprendre, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, un sous- ensemble formé des composantes non intégrables des mesures des pentes locales dénommé « pentes locales non intégrables ».
Dans la présente description, on appelle « pentes locales mesurées » ou « pentes locales brutes », les grandeurs déterminées à partir du signal optoélectronique pour mesurer les pentes locales du front d'onde, cette détermination pouvant se faire de différentes manières selon la technique choisie (Shack Hartmann, interférométrie par décalage latérale, déflectométrie par image de moiré, méthode de Schlieren, etc.), comme cela est rappelé dans la description de l'état de l'art. En un point donné, la pente locale mesurée comprend une composante intégrable qui comprend notamment la pente locale du front d'onde que l'on cherche in fine et peut comprendre également une composante non intégrable qui, lorsqu'elle existe, ne peut être liée qu'à une composante parasite du signal optoélectronique, quelle qu'en soit l'origine.
Ainsi, la présence de composantes non intégrables dans les pentes locales brutes, appelées « pentes locales non intégrables » dans la description, est un très bon paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique est donc un très bon indicateur de la qualité de la mesure. En particulier, un tel paramètre caractéristique pour l'évaluation d'un facteur de qualité de la mesure est adapté non seulement dans le cas où le signal parasite résulte en un flux lumineux sur le détecteur couvrant des zones en dehors de celles dans lesquelles se trouve le signal utile pour la mesure, mais également dans le cas où le signal parasite se trouve dans les zones dans lesquelles se trouve aussi le signal utile pour la mesure.
Ainsi, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, la détermination d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique peut comprendre les étapes suivantes:
- le calcul à partir dudit signal optoélectronique de pentes locales brutes en un nombre donné de points et la détermination, pour chaque pente locale brute, d'une composante non intégrable, formant ainsi un sous-ensemble de pentes locales non intégrables. selon un ou plusieurs exemples de réalisation, la détermination dudit ensemble de pentes locales non intégrables comprend ^'intégration desdites pentes locales brutes pour obtenir une reconstruction d'un front d'onde ;
la dérivation du front d'onde ainsi reconstruit afin de déterminer, pour chaque pente locale brute, une composante intégrable, formant ainsi un sous-ensemble de pentes locales intégrables en chacun desdits points;
La soustraction en chacun desdits points des pentes locales intégrables aux pentes locales brutes pour obtenir ledit sous-ensemble des pentes locales non intégrables, ledit paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique étant déterminé à partir dudit sous-ensemble des pentes locales non intégrables.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le facteur de qualité peut alors être évalué à partir d'une valeur pic-vallée ou d'une valeur de la moyenne quadratique (ou « RMS » selon l'abréviation anglo-saxonne « root mean square ») d'au moins une partie des pentes locales non intégrables.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le facteur de qualité peut également être évalué à partir de la densité spectrale de puissance (ou « DSP ») d'au moins une partie des pentes locales non intégrables, ou d'une combinaison de ces paramètres (RMS et DSP par exemple).
Selon un deuxième aspect, la présente description concerne une méthode d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe du front d'onde, comprenant :
l'acquisition d'un signal optoélectronique au moyen d'un détecteur bidimensionnel pour la mesure du front d'onde ;
la reconstruction du front d'onde à partir dudit signal optoélectronique pour obtenir une mesure du front d'onde;
l'évaluation de la qualité de ladite mesure d'un front d'onde selon une méthode selon le premier aspect.
Selon un troisième aspect, la présente description concerne des systèmes d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe, comprenant :
- un senseur de front d'onde muni d'un détecteur bidimensionnel pour l'acquisition d'un signal optoélectronique permettant la mesure du front d'onde ;
une unité de traitement du signal optoélectronique pour la reconstruction du front d'onde à partir dudit signal, ladite unité de traitement étant en outre adaptée à :
o la détermination à partir dudit signal optoélectronique d'au moins un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal ;
o l'évaluation d'un facteur de qualité de la mesure du front d'onde en fonction dudit au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite du signal;
- une unité d'affichage d'un niveau de qualité de la mesure à destination d'un utilisateur en fonction dudit facteur de qualité.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le senseur de front d'onde comprend une matrice de micro lentilles positionnée devant un détecteur bidimensionnel et le signal optoélectronique comprend un réseau de taches formées par chacune des micro lentille s éclairées par le front d'onde à mesurer.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le senseur de front d'onde comprend une matrice de trous positionnée devant un détecteur bidimensionnel et le signal optoélectronique comprend un réseau de taches formées par chacun des trous éclairés par le front d'onde à mesurer.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le senseur de front d'onde comprend un réseau de phase positionné devant un détecteur bidimensionnel et le signal optoélectronique comprend un réseau de taches formées par la figure résultant de l'interférence des ondes générées par le réseau de phase traversé par le front d'onde à mesurer.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures suivantes :
FIG. 1, un schéma illustrant des étapes d'une méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon la présente description;
FIG. 2, un schéma illustrant un exemple de système d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe selon la présente description ; - FIG. 3 A, un schéma illustrant des étapes d'un premier exemple de méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon la présente description; FIG. 3B, un exemple d'un signal optoélectronique acquis par le détecteur montrant un exemple d'un signal parasite identifié lors d'une étape de la méthode illustrée sur la FIG. 3A et la FIG. 3C un schéma illustrant une étape de la méthode décrite sur la FIG. 3A;
FIG. 4, un schéma illustrant des étapes d'un deuxième exemple de méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon la présente description;
FIG. 5A, un exemple d'un signal optoélectronique acquis par le détecteur d'un système d'analyse du front d'onde, perturbé par des interférences parasites ; et FIG.
5B le front d'onde après intégration de l'ensemble des pentes locales brutes, elles mêmes calculées par le système d'analyse du front d'onde à partir du signal optoélectronique montré sur la FIG. 5A ; FIGS. 6A - 6C des images illustrant respectivement l'ensemble (FIG. 6A) des pentes locales brutes du front d'onde calculées à partir du signal optoélectronique représenté sur la FIG. 5A, l'ensemble (FIG. 6B) des pentes locales intégrables du front d'onde calculées à partir d'une dérivation du front d'onde (représenté sur la FIG. 5B), l'ensemble (6C) des pentes locales non intégrables du front d'onde calculées à partir de la soustraction de l'ensemble des pentes locales intégrables du front d'onde (FIG. 6B) à l'ensemble des pentes locales brutes (FIG. 6A);
FIGS. 7A-7C, des schémas montrant respectivement la densité spectrale de puissance des pentes locales brutes (FIG. 7A), des pentes locales intégrables (FIG.7B) et de des pentes locales non intégrables (FIG.7C).
Par soucis de cohérence, les éléments identiques sont repérés par les mêmes références dans les différentes figures.
DESCRIPTION DETAILLEE Les FIGS. 1 et 2 illustrent généralement des étapes d'une méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique ainsi qu'un système d'analyse de front d'onde par mesure directe mettant en œuvre une telle méthode.
Plus précisément, le système d'analyse de front d'onde 20 illustré sur la FIG. 2 comprend un analyseur de front d'onde 21 avec un détecteur bidimensionnel 210 pour l'acquisition d'un signal optoélectronique permettant la mesure du front d'onde et un ensemble d'un ou plusieurs éléments optiques schématisés sous la forme d'un élément unique référencé 211 sur la FIG. 2. Le système d'analyse de front d'onde comprend par ailleurs une unité de traitement 22 adapté au traitement du signal optoélectronique acquis par le détecteur 210 pour la reconstruction du front d'onde à partir dudit signal optoélectronique, et une unité d'affichage 23. L'unité de traitement 22 est par ailleurs adaptée pour la mise en œuvre de la méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde selon la présente description, comme cela est décrit ci-dessous, de telle sorte que lorsque la méthode d'évaluation de la qualité est mise en œuvre, le « facteur de qualité » de la mesure s'affiche sur l'unité d'affichage 23, par exemple sous la forme d'une couleur parmi un code couleur, ou d'un chiffre, etc. Dans l'exemple de la FIG. 2, le système d'analyse de front d'onde 20 est adapté pour la caractérisation d'un objet OBJ qui n'émet pas de lumière lui-même ; Selon un exemple de réalisation, le système d'analyse de front d'onde 20 peut comprendre en outre une source d'éclairage 24 de l'objet. Alternativement, l'objet est éclairé par une source lumineuse externe qui ne fait pas partie du système d'analyse. La mesure peut être réalisée en transmission (cas de la FIG. 2) mais peut aussi être effectuée en réflexion dans le cas de l'analyse d'un système réflectif (par exemple un miroir). L'objet OBJ à caractériser est par exemple, et de façon non exhaustive, un composant optique réfractif ou réflectif, tel qu'un objectif de formation d'image, un miroir, un filtre, un hublot, etc.; l'objet OBJ peut être également un composant optique déformable, par exemple un miroir déformable, une valve à cristaux liquides, une lentille liquide et plus généralement tout modulateur de phase utilisé en optique active, optique adaptative ou pour la mise en forme de faisceau (« beam shaping »). Dans ce cas, le front d'onde analysé est le front d'onde issu de l'objet éclairé, l'analyse du front d'onde permettant la caractérisation optique de l'objet. La source d'éclairage 24 est par exemple un laser, une diode laser (fibrée ou non), une diode super luminescente (fïbrée ou non), une LED (fibrée ou non) ou un trou éclairé par une lampe.
Bien entendu, dans le cas où l'objet à caractériser est une source lumineuse (par exemple une source laser, une diode laser, une diode électroluminescente ou LED), la mise en œuvre de la mesure n'a pas besoin de prévoir une source d'éclairage comme illustré en FIG. 2. Le front d'onde analysé est en effet directement le front d'onde émis par la source lumineuse qui est elle-même l'objet d'analyse.
La FIG. 1 illustre selon un exemple des étapes de la méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde selon la présente description, mise en œuvre par exemple au moyen d'un système d'analyse du front d'onde tel qu'illustré sur la FIG. 2.
La méthode comprend l'acquisition (étape 10) d'un signal optoélectronique au moyen d'un senseur de front d'onde pour la mesure du front d'onde, la détermination (étape 11) à partir du signal optoélectronique d'au moins un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique, l'évaluation (étape 12) d'un facteur de qualité de la mesure du front d'onde en fonction dudit au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite du signal, et l'affichage (étape 13) d'un niveau de qualité déterminé en fonction dudit facteur de qualité, sur une unité d'affichage telle qu'illustré par exemple sur la FIG. 2. La présente description concerne également une méthode d'analyse d'un front d'onde par mesure directe qui intègre la méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde telle que décrite sur la FIG. 1.
Comme rappelé dans la partie « Etat de l'art », toutes les techniques d'analyse de front d'onde par mesure directe ont pour point commun notamment une mesure des pentes locales du front d'onde que l'on cherche à analyser. Lorsqu'il n'y a pas de signal parasite, ces pentes locales correspondent aux dérivées premières de la phase du front d'onde que l'on cherche à reconstruire.
Plus précisément, dans la suite de la description, on considérera qu'une pente locale mesurée aux coordonnées (i,j) dans un plan de mesure défini par un repère (x, y) orthonormé (pente locale « brute ») peut être décrite par une composante selon l'axe x et une composante selon l'axe y. L'ensemble des pentes locales brutes pourront donc être représentées sous la forme d'un tableau de pentes x (« tabX ») et d'un tableau de pentes y (« tabY »). La pente locale brute au point de coordonnées (i, j) dans le plan de mesure aura donc comme composante selon l'axe x « tabX(i,j) » et comme composante selon l'axe y « tabY(i,j) ». Dans la suite de la description, les traitements pourront être réalisés à partir du tableau de pentes selon l'axe x et (ou) du tableau des pentes selon l'axe y.
Pour passer des pentes locales mesurées (pentes locales brutes) à la phase du front d'onde, une intégration numérique des pentes locales brutes est effectuée. Il existe plusieurs manières d'intégrer numériquement un signal bidimensionnel. Il peut s'agir par exemple d'une intégration dite « zonal » dont une description est présentée dans l'article « Wave-front estimation from wave-front slope measurements » J. Opt. Soc. Am., Vol. 70, No. 8, August 1980.
La méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde peut se faire de façon concomitante à la mesure du front d'onde elle-même, c'est-à-dire de façon concomitante à la reconstruction du front d'onde à partir du signal optoélectronique acquis par le détecteur. Dans ce cas, un utilisateur voit s'afficher en même temps le front d'onde reconstruit et une valeur du facteur de qualité qui donne à l'utilisateur un niveau de confiance dans la mesure réalisée.
La méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde peut se faire également de façon différée par rapport à la mesure du front d'onde elle-même. En effet une fois le signal optoélectronique acquis et sauvegardé, l'utilisateur peut lancer l'évaluation du facteur de qualité n'importe quand après avoir réalisé la mesure du front d'onde, sans limite de temps. Plusieurs paramètres caractéristiques d'une composante parasite du signal peuvent être déterminés à partir du signal optoélectronique acquis par le détecteur 210 pour évaluer un facteur de qualité de la mesure. La nature du paramètre pourra dépendre du type de signal parasite. Il sera également possible de combiner ces paramètres.
Les FIGS. 3A - 3C d'une part et les FIGS. 4 à 7 d'autre part, illustrent ainsi deux exemples dans lesquels des paramètres différents, tous deux caractéristiques d'une composante parasite du signal, sont identifiés.
La FIG. 3A illustre un premier exemple de méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde selon la présente description, dans laquelle on détecte un signal dans des zones du détecteur bidimensionnel qui ne sont pas couvertes par un signal utile pour la mesure du front d'onde. Un tel paramètre caractéristique pour l'évaluation d'un facteur de qualité de la mesure est adapté notamment dans le cas où des sources de signal parasite sont une lumière ambiante, formant sur le détecteur bidimensionnel un signal de fond diffus non uniforme, ou une source lumineuse ponctuelle présentant une bonne cohérence spatiale, etc.
La méthode telle que décrite sur la FIG. 3 A comprend, après l'acquisition (étape 10) d'un signal optoélectronique pour la mesure du front d'onde, une étape 111 d'identification à partir dudit signal optoélectronique de zones non couvertes par le signal utile pour la mesure du front d'onde.
La FIG. 3B représente à titre d'exemple l'image acquise par un détecteur bidimensionnel d'un analyseur de front d'onde de type Shack Hartmann en présence d'un signal parasite diffus dû à la lumière ambiante de la salle où a été réalisée la mesure. Le réseau de taches 31 représente les taches générées par la matrice de micro lentilles traversée par le front d'onde à analyser. Ce réseau de taches 31 représente le signal utile. On voit clairement sur cette figure un flux parasite diffus et non uniforme liée à la présence de lumière parasite due à l'éclairage ambiant de la salle. Ce signal est facilement identifiable dans des zones du détecteur bidimensionnel non couvertes par le signal utile (zones référencées 32). La FIG. 3C illustre de façon schématique la zone 31 représentant la tache générée par une micro lentille (signal utile) et la zone 32 en dehors de la zone 31.
La méthode d'évaluation de la qualité de la mesure du front d'onde comprend alors la détermination (étape 112) d'une composante parasite à partir du signal optoélectronique mesuré dans des zones qui ne sont pas couvertes par un signal utile pour la mesure du front d'onde et le calcul (étape 121) du facteur de qualité à partir d'au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite. Par exemple, dans le cas d'un analyseur de type Shack Hartmann, les étapes 111, 112 et 121 peuvent être réalisées de la manière suivante:
Etape 111 : lors du calcul des pentes locales brutes à partir des taches formées par la matrice de micro lentilles, on identifie, sur le signal optoélectronique issu du détecteur, un nombre donné de zones de mesure du signal parasite autour de la tache formée par chaque micro lentille. Sur la FIG. 3C, il s'agit par exemple de 4 zones référencées 321, 322, 323, 324.
Etape 112 : On mesure, pour chacune des taches, la valeur du signal optoélectronique du détecteur matriciel dans les zones de mesure du signal parasite (321, 322, 323, 324) et on en calcule la moyenne. On obtient une carte d'amplitude du flux parasite correspondant au paramètre caractéristique de la composante parasite du signal.
Etape 121 : le facteur de qualité est calculé par exemple en réalisant la moyenne de la carte d'amplitude du flux parasite obtenue à l'étape 112. Dans cet exemple, plus la valeur du facteur de qualité est élevée, plus la mesure sera déclarée comme perturbée par le signal parasite à un utilisateur.
Selon un autre exemple, toujours dans le cas d'un analyseur de type Shack Hartmann, les étapes 111, 112 et 121 peuvent être réalisées de la manière suivante:
Etape 111 : lors du calcul des pentes locales brutes à partir des taches formées par la matrice de micro lentilles, on identifie, sur le signal optoélectronique issu du détecteur, un nombre donné de zones de mesure du signal parasite (321, 322, 323, 324) autour de la tache (31), par exemple 4 comme dans l'exemple précédent.
Etape 112 : On mesure, pour chacune des taches, la valeur du signal optoélectronique du détecteur matriciel dans les zones de mesure du signal parasite (321, 322, 323, 324) et on calcule la valeur absolue de la différence des valeurs du signal optoélectronique des zones prises 2 à 2 et on en réalise la moyenne. On obtient alors une carte représentative de la non-uniformité du signal parasite autour du signal utile, cette carte formant le paramètre caractéristique de la composante parasite du signal.
Etape 121 : le facteur de qualité est calculé en réalisant par exemple la moyenne de la carte de non-uniformité du signal parasite autour du signal utile obtenue à l'étape 121. Dans cet exemple, plus la valeur facteur de qualité est élevée, plus la mesure est déclarée perturbée par le signal parasite.
Dans tous les cas, un affichage de la « qualité de la mesure » est effectué. Par exemple, on associe un nombre discret de couleurs ou de chiffres à des valeurs calculées du facteur de qualité, en indiquant à l'utilisateur à quoi correspond chaque couleur ou chaque chiffre. Ainsi par exemple, il peut y avoir 5 niveaux du facteur de qualité, correspondant respectivement à une qualité excellente, bonne, moyenne, mauvaise, très mauvaise. En fonction du niveau du facteur de qualité, on peut conseiller à un utilisateur un certain nombre de mesures à prendre pour retrouver de meilleures conditions de mesure. Lorsque le niveau de qualité n'est pas satisfaisant, plusieurs actions d'améliorations peuvent être menées. Par exemple :
Eliminer la lumière ambiante (éteindre la lumière de la pièce où est réalisée la mesure) Cacher les sources lumineuses parasites susceptibles d'éclairer, même partiellement, le détecteur de l'analyseur de front d'onde. Ces sources lumineuses parasites peuvent être par exemple un écran d'ordinateur, les témoins lumineux « marche-arrêt » des appareils électroniques, une lampe de bureau etc.
- Acquérir une image de fond qui sera soustraite des acquisitions réalisées pour mesurer le front d'onde. Une façon d'acquérir une image de fond est d'acquérir une image avec le détecteur de l'analyseur de front d'onde en ayant éteint ou caché la source lumineuse générant le faisceau servant à réaliser la mesure (la source 24 de la FIG.2 par exemple).
Bien que les exemples précédents de calcul et d'affichage du niveau de qualité de la mesure aient été donnés dans le cas particulier d'un analyseur Shack-Hartmann, ils peuvent facilement être transposés à n'importe lequel des analyseurs de front d'onde par mesure du direct du front d'onde.
La FIG. 4 illustre un deuxième exemple de détermination d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal pour évaluer la qualité de la mesure du front d'onde. Dans cet exemple, un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal comprend un sous-ensemble des pentes locales brutes déterminées à partir du signal optoélectronique, formé des pentes locales non intégrables.
La déposante a en effet fait la constatation suivante ; les analyseurs de front d'onde par mesure directe du front d'onde n'ont accès qu'à la dérivée du front d'onde. Ces analyseurs ne peuvent donc mesurer que des fronts d'onde continus, c'est à dire des fronts d'onde dont les pentes locales sont 100% intégrables. L'identification et la quantification des pentes locales non intégrables dans les pentes locales mesurées est donc un indicateur objectif de la qualité de la mise en œuvre de la mesure de front d'onde. En effet, une mesure de front d'onde réalisée dans les conditions optimales de mise en œuvre doit donner un jeu de pentes locales non intégrables négligeables voire quasi nul. En revanche, la dégradation liée à signal parasite n'a aucune raison de présenter la propriété d'être 100% intégrable. Elle va donc générer un sous-ensemble de pentes intégrables qui viendra dégrader la mesure de front d'onde et un sous-ensemble de pentes non intégrables dont l'estimation permettra de déterminer un facteur de qualité de la mesure. En effet, la présence de pentes locales non intégrables est un indicateur de la présence de pentes locales intégrables parasites, issues d'un signal parasite, qui vont perturber la reconstruction du front d'onde que l'on cherche à analyser.
A titre d'exemple, la FIG. 5A représente le signal optoélectronique obtenu avec un analyseur de type Shack Hartmann, comprenant 128x128 micro lentilles. Cet analyseur mesure la phase d'un front d'onde optique traversant une lame à faces planes et parallèles dont une face possède un traitement semi réfléchissant et l'autre face n'est pas traitée. Le faisceau d'éclairage est monochromatique à une longueur d'onde de 1064 nm et la longueur de cohérence du faisceau d'éclairage est très supérieure à l'épaisseur de la lame. Le signal est donc perturbé par une onde parasite générée par la double réflexion sur les 2 faces de la lame et cette onde parasite vient interférer avec le faisceau ayant traversé la lame. Le contraste de cette interférence est très faible et cette interférence est difficilement discernable sur le signal optoélectronique issu du détecteur matriciel. Cependant l'effet de cette interférence est clairement visible sur le résultat de la mesure du front d'onde (FIG. 5B) et génère une erreur de mesure 2 fois supérieure à la précision de l'analyseur de front d'onde. La FIG. 6 A représente la carte des pentes locales brutes calculées à partir du signal optoélectronique illustré que la FIG.5A. La figure 6B représente la carte des pentes locales intégrables obtenu par dérivation numérique du front d'onde illustré sur la FIG.5B et la figure 6C la carte des pentes locales non intégrables, résultats de la différence entre les pentes locales brutes et les pentes locales intégrables. Les FIG. 6A, B et C sont affichées avec la même échelle pour la représentation des pentes locales. On remarque immédiatement que l'effet des interférences génère des pentes locales non intégrables d'amplitude significative (du même ordre de grandeur que l'amplitude des pentes locales intégrables). Pour la simplification de l'affichage des données de pentes locales, nous avons choisi de les afficher sous forme de vecteurs dont la norme et la direction sont calculées à partir des 2 tableaux de pentes selon x et selon y.
Les FIGS. 7 A, 7B et 7C représentent respectivement la densité spectrale de puissance (DSP) des pentes locales brutes selon l'axe x (FIG. 7A), des pentes locales intégrables selon l'axe x (FIG. 7B) et des pentes locales non intégrables selon l'axe x (FIG. 7C). Ces figures sont obtenues respectivement à partir du tableau des pentes locales selon l'axe x des pentes locales brutes, des pentes locales intégrables et des pentes locales non intégrables. La densité spectrale de puissance est obtenue en calculant le carré du module de la transformée de Fourier des tableaux des pentes locales selon l'axe x. Le résultat de ce calcul donne un tableau de densité de puissance et chacune des courbes affichées est le résultat de l'intégration du tableau de densité spectrale de puissance pour chaque fréquence spatiale. Le même calcul peut bien sur être réalisé à partir des tableaux de pentes locales selon l'axe y.
Selon un exemple de réalisation, le calcul du facteur de qualité à partir des pentes locales non intégrables (étape 125 de la FIG. 4) peut être réalisé en calculant simplement par exemple la valeur RMS du tableau des pentes locales non intégrables selon l'axe x, la valeur RMS du tableau des pentes locales non intégrables selon l'axe y et en faisant la moyenne des 2 valeurs RMS trouvées. Une valeur plus élevée du facteur de qualité indique une mesure plus perturbée. Bien entendu, le facteur de qualité peut être calculé de bien d'autres manières.
Par exemple, selon un exemple de réalisation, le calcul du facteur de qualité peut prendre en compte le comportement fréquentiel (fréquence spatiale) des pentes locales non intégrables. En effet, l'information que recherche l'utilisateur est une information de front d'onde c'est-à-dire le résultat de l'intégration des pentes locales mesurées (pentes locales brutes). Or l'amplitude de la réinjection des erreurs de pentes locales sur le front d'onde lors de l'intégration dépend de la fréquence spatiale des erreurs de pentes locales : les erreurs de faibles fréquences spatiales génèrent, lors de l'intégration, de fortes erreurs sur le front d'onde alors que les erreurs aux hautes fréquences spatiales génèrent des erreurs sur le front d'onde de faible amplitude. Comme le comportement fréquentiel des erreurs de pentes locales intégrables et celui des pentes locales non intégrables sont similaires, l'étude fréquentielle des pentes non intégrables permet d'affiner la connaissance de l'importance de la dégradation de la mesure de front d'onde. En particulier, un poids prépondérant peu être donner aux faibles fréquences spatiales des pentes non intégrables dans le calcul du facteur de qualité de la mesure. Par exemple le poids peut être l'inverse de la fréquence spatiale, ou l'on peut décider de ne garder pour le calcul du facteur de qualité que les pentes dont la fréquence spatiale est inférieure à une fraction de la fréquence de coupure.
Selon un exemple de réalisation, le calcul du facteur de qualité (Q) réalisé à partir des pentes locales non intégrables (étape 125 de la FIG. 4) peut être effectué de la façon suivante :
On note DSPix et DSPiy les densités spectrales de puissance (DSP) intégrées telles que celles des FIG7A-7C des pentes locales non intégrables selon l'axe x et selon l'axe y.
On note fmax la fréquence spatiale maximale jusqu'à laquelle on souhaite prendre en compte le contenu fréquentiel de la DSP. Par exemple, si l'on veut favoriser les basses fréquences spatiales dans le calcul du facteur de qualité, fmax peut être fixée à 1/4 de la fréquence de coupure des DSPix ou DPSiy (dans le cas des figures 7, la fréquence de coupure est égale à 64).
Dans ce cas, le facteur de qualité Q vaut :
Dans cet exemple, on pourra estimer que la qualité de la mesure est excellente si Q est plus petit que 1 et très mauvaise si Q est plus grand que 20.
Selon un autre exemple de réalisation, le calcul du facteur de qualité (Q) réalisé à partir des pentes locales non intégrables (étape 125 de la FIG. 4) peut être effectué de la façon suivante :
On note DSPix et DSPiy les DSP intégrées telles que celles des FIG7A-7C des pentes locales non intégrables selon l'axe x et selon l'axe y.
On note fc la fréquence de coupure des DSPix ou DPSiy (dans le cas des figures 7, la fréquence de coupure est égale à 64).
Le facteur de qualité Q vaut :
Dans cet exemple, on pourra estimer que la qualité de la mesure est excellente si Q est plus petit que 0.25 et très mauvaise si Q est plus grand que 5.
Là encore, l'exemple précédent a été décrit dans le cas d'un analyseur Shack- Hartmann, mais il peut être transposé à n'importe lequel des analyseurs de front d'onde par mesure du direct du front d'onde.
Comme précédemment, un affichage de la « qualité de la mesure » peut alors être effectué. Par exemple, on associe des couleurs ou des chiffres à des valeurs calculées du facteur de qualité, en indiquant à l'utilisateur à quoi correspond chaque couleur ou chaque chiffre. Ainsi par exemple, il peut y avoir 5 niveaux du facteur de qualité, correspondant respectivement à une qualité excellente, bonne, moyenne, mauvaise, très mauvaise. En fonction du niveau du facteur de qualité, on peut conseiller à un utilisateur un certain nombre de mesures à prendre pour retrouver de meilleures conditions de mesure. Lorsque le niveau de qualité n'est pas satisfaisant, plusieurs actions d'améliorations peuvent être menées. Par exemple : Eliminer la lumière ambiante (éteindre la lumière de la pièce où est réalisée la mesure) Cacher les sources lumineuses parasites susceptibles d'éclairer, même partiellement, le détecteur de l'analyseur de front d'onde. Ces sources lumineuses parasites peuvent être, un écran d'ordinateur, les témoins lumineux « marche-arrêt » des appareils électroniques, une lampe de bureau etc.
- Acquérir une image de fond qui sera soustraite des acquisitions réalisées pour mesurer le front d'onde. Une façon d'acquérir une image de fond est de d'acquérir une image avec le détecteur de l'analyseur de front d'onde en ayant éteint ou caché la source lumineuse générant le faisceau servant à réaliser la mesure (la source 24 de la FIG.2 par exemple).
Placer un trou de filtrage des lumières parasites dans un plan de focalisation du faisceau servant à réaliser la mesure s'il existe un tel plan. Cette action est particulièrement utile lors des mesures réalisées « en double passage » dans un système réflectif
- Diminuer la cohérence temporelle de la source quand cela est possible de façon à diminuer tout risque d'interférences.
On peut bien sûr combiner l'utilisation de plusieurs paramètres caractéristiques de la composante parasite du signal optoélectronique pour calculer le facteur de qualité de la mesure. Par exemple, le facteur de qualité final de la mesure pourrait résulter de la multiplication d'un facteur de qualité calculé en utilisant la méthode décrite en relation avec la FIG. 3A avec un facteur de qualité calculé en utilisant la méthode décrite en relation avec la FIG. 4.
Bien que décrite à travers un certain nombre d'exemples de réalisation détaillés, la méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique ainsi que les systèmes d'analyse de front d'onde par mesure directe du front d'onde mettant en œuvre une telle méthode, comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme de l'art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention, telle que définie par les revendications qui suivent.
En particulier, l'invention a été décrite en prenant l'exemple d'un Shack-Hartmann mais elle peut s'appliquer aussi aux systèmes de type Hartmann, de type interféromètre à décalage latéral, ou plus généralement analyseur de front direct destiné à mesurer les pentes locales d'un front d'onde.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique, ladite mesure étant obtenue au moyen d'un analyseur de front d'onde par mesure directe, la méthode comprenant : l'acquisition (10) d'un signal optoélectronique pour la mesure du front d'onde au moyen d'un senseur de front d'onde, ledit senseur comprenant un détecteur bidimensionnel ;
la détermination (11) à partir dudit signal optoélectronique d'au moins un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique ;
l'évaluation (12) d'un facteur de qualité de la mesure du front d'onde en fonction dudit au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite du signal ; l'affichage (13) d'un niveau de qualité de la mesure à destination d'un utilisateur en fonction dudit facteur de qualité.
2. Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon la revendication 1, dans laquelle la détermination à partir du signal optoélectronique d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal optoélectronique comprend : le calcul (115) à partir dudit signal optoélectronique de pentes locales brutes en un nombre donné de points et la détermination, pour chaque pente locale brute, d'une composante non intégrable, formant ainsi un sous-ensemble de pentes locales non intégrables.
3. Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon la revendication 2, dans laquelle la détermination dudit sous-ensemble de pentes locales non intégrables comprend : - l'intégration (116) desdites pentes locales brutes pour obtenir une reconstruction d'un front d'onde ;
la dérivation (117) du front d'onde ainsi reconstruit afin de déterminer, pour chaque pente locale brute, une composante intégrable, formant ainsi un sous-ensemble des pentes locales intégrables en chacun desdits points; La soustraction (118) en chacun desdits points des pentes locales intégrables aux pentes locales brutes pour obtenir ledit sous-ensemble des pentes locales non intégrables.
4. Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans laquelle le facteur de qualité est évalué à partir d'une valeur pic- vallée ou d'une valeur de la moyenne quadratique (RMS) d'au moins une partie desdites pentes locales non intégrables.
5. Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le facteur de qualité est évalué à partir d'une valeur de densité spectrale de puissance (DSP) d'au moins une partie desdites pentes locales non intégrables.
6. Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la détermination d'un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal comprend les étapes suivantes: identification (111) de zones (321 - 324) du détecteur non couvertes par un signal utile pour la mesure du front d'onde ;
détermination (112) du paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal à partir du signal mesuré dans lesdites zones.
7. Méthode d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe du front d'onde, comprenant : l'acquisition d'un signal optoélectronique au moyen d'un détecteur bidimensionnel pour la mesure du front d'onde ;
la reconstruction du front d'onde à partir dudit signal optoélectronique pour obtenir une mesure du front d'onde;
l'évaluation d'un facteur de qualité de ladite mesure du front d'onde selon l'une quelconque des revendications précédentes et l'affichage d'un niveau de qualité à destination de l'utilisateur en fonction dudit facteur de qualité.
8. Système (20) d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe, comprenant :
- un senseur de front d'onde (21) muni d'un détecteur bidimensionnel (210) pour l'acquisition d'un signal optoélectronique permettant la mesure du front d'onde ;
- une unité de traitement (22) du signal optoélectronique pour la reconstruction du front d'onde à partir dudit signal, ladite unité de traitement étant en outre configurée pour :
o la détermination à partir dudit signal optoélectronique d'au moins un paramètre caractéristique d'une composante parasite du signal ;
o l'évaluation d'un facteur de qualité de la mesure du front d'onde en fonction dudit au moins un paramètre caractéristique de la composante parasite du signal;
- une unité d'affichage (23) d'un niveau de qualité de la mesure à destination d'un utilisateur en fonction dudit facteur de qualité.
9. Système d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe selon la revendication 8, dans lequel le senseur de front d'onde comprend une matrice de microlentilles, respectivement de trous, positionnée devant un détecteur bidimensionnel et le signal optoélectronique comprend un réseau de taches formées par chacune des microlentilles, respectivement des trous, éclairées par le front d'onde à mesurer.
10. Système d'analyse d'un front d'onde optique par mesure directe selon la revendication 8, dans lequel le senseur de front d'onde comprend un réseau de phase positionné devant un détecteur bidimensionnel et le signal optoélectronique comprend un réseau de taches formées par la figure résultant de l'interférence des ondes générées par le réseau de phase traversé par le front d'onde à mesurer.
EP18704888.9A 2017-01-27 2018-01-26 Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde et systèmes mettant en oeuvre une telle méthode Pending EP3574295A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1750684A FR3062476B1 (fr) 2017-01-27 2017-01-27 Methode d'evaluation de la qualite de la mesure d'un front d'onde et systemes mettant en œuvre une telle methode
PCT/EP2018/051970 WO2018138269A1 (fr) 2017-01-27 2018-01-26 Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde et systèmes mettant en œuvre une telle methode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3574295A1 true EP3574295A1 (fr) 2019-12-04

Family

ID=59296906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18704888.9A Pending EP3574295A1 (fr) 2017-01-27 2018-01-26 Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde et systèmes mettant en oeuvre une telle méthode

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11047741B2 (fr)
EP (1) EP3574295A1 (fr)
JP (1) JP7149948B2 (fr)
CN (1) CN110546470B (fr)
FR (1) FR3062476B1 (fr)
WO (1) WO2018138269A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112284689A (zh) * 2020-10-14 2021-01-29 沈阳仪表科学研究院有限公司 变密度滤光片直线测试装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3369730B2 (ja) * 1994-06-16 2003-01-20 株式会社ニコン 光リソグラフィー用光学部材の評価方法
US6052180A (en) * 1996-07-10 2000-04-18 Wavefront Sciences, Inc. Apparatus and method for characterizing pulsed light beams
FR2795175B1 (fr) 1999-06-17 2001-07-27 Onera (Off Nat Aerospatiale) Interferometre optique achromatique, du type a sensibilite continument reglable
US6199986B1 (en) * 1999-10-21 2001-03-13 University Of Rochester Rapid, automatic measurement of the eye's wave aberration
AU2002347227A1 (en) 2001-12-05 2003-06-17 Universite Libre De Bruxelles Apparatus and process for characterising samples
US9101292B2 (en) * 2006-01-20 2015-08-11 Clarity Medical Systems, Inc. Apparatus and method for operating a real time large dipoter range sequential wavefront sensor
EP2063260A1 (fr) 2007-11-19 2009-05-27 Lambda-X Système et procédé de déflectométrie de transformation de Fourier
CN105578947B (zh) * 2013-07-02 2018-10-26 麻省理工学院 确定眼处方的装置和方法
JP2015150815A (ja) * 2014-02-18 2015-08-24 シャープ株式会社 画像形成装置及び画像形成方法
JP2016000139A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 キヤノン株式会社 位相情報取得装置及び撮像システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018138269A1 (fr) 2018-08-02
CN110546470B (zh) 2022-01-11
FR3062476B1 (fr) 2020-12-25
JP2020506384A (ja) 2020-02-27
CN110546470A (zh) 2019-12-06
JP7149948B2 (ja) 2022-10-07
US20190391020A1 (en) 2019-12-26
FR3062476A1 (fr) 2018-08-03
US11047741B2 (en) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9164479B2 (en) Systems and methods of dual-plane digital holographic microscopy
KR101858082B1 (ko) 개선된 홀로그래픽 복원 장치 및 방법
FR2726641A1 (fr) Procede et dispositif pour profiler des surfaces en utilisant une optique de diffraction
US8619263B2 (en) Film thickness measuring apparatus using interference and film thickness measuring method using interference
KR20150119266A (ko) 표면 컬러를 이용한 표면 토포그래피 간섭측정계
JP2007533977A5 (fr)
WO2003062743A1 (fr) Analyse spatiale amelioree d'un front d'onde et mesure en 3d
CA2366763C (fr) Dispositif d'observation d'un corps a haute resolution
EP2915009B1 (fr) Système d'imagerie holographique auto-référencé
US20220381695A1 (en) Focus scan type imaging device for imaging target object in sample that induces aberration
US20180011022A1 (en) Digital holography recording device, digital holography playback device, digital holography recording method, and digital holography playback method
US20220214647A1 (en) Holographic reconstruction apparatus and method
FR3101702A1 (fr) Dispositif et procédé de mesures d’imagerie et d’interférométrie
Petruck et al. Optimized coherence parameters for high-resolution holographic microscopy
FR3084172A1 (fr) Procedes et systemes de caracterisation optique non invasive d'un milieu heterogene
KR20190137733A (ko) 결함 검출 방법 및 장치
WO2018138269A1 (fr) Méthode d'évaluation de la qualité de la mesure d'un front d'onde et systèmes mettant en œuvre une telle methode
KR20190072020A (ko) 결함 검출 방법 및 장치
EP3491330A1 (fr) Systèmes et procédés d'imagerie interférentielle plein champ
EP2823279B1 (fr) Procede et appareil de mesure de la structure geometrique d'un composant optique
Grebenyuk et al. Theory of imaging and coherence effects in full-field optical coherence microscopy
US8502987B1 (en) Method and apparatus for measuring near-angle scattering of mirror coatings
WO2011042674A1 (fr) Procede et systeme d'analyse structurelle d'un objet par mesure de front d'onde
EP3751278A1 (fr) Système d'imagerie acousto-optique
Kim et al. Generating a true color image with data from scanning white-light interferometry by using a Fourier transform

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190823

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220629

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20240223

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN