FR3004253A1

FR3004253A1 - HIGH SENSITIVITY WAVEFRONT MEASUREMENT METHOD AND CORRESPONDING MEASURER

Info

Publication number: FR3004253A1
Application number: FR1353065A
Authority: FR
Inventors: Thomas Godin; Michael Fromager; Emmanuel Cagniot; Kamel Ait-Ameur
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-10-10
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: FR3004253B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de mesure du front d'onde d'un faisceau incident. Il comporte une étape de formation d'une image (5) d'au moins une surface élémentaire du front d'onde sur une photodiode à effet latéral (8) à travers une micro-ouverture (9) et acquisition par cette photodiode d'un signal proportionnel à la position du barycentre de l'image et à son intensité.The invention relates to a method for measuring the wavefront of an incident beam. It comprises a step of forming an image (5) of at least one elementary surface of the wavefront on a lateral effect photodiode (8) through a micro-aperture (9) and acquisition by this photodiode of a signal proportional to the position of the center of gravity of the image and its intensity.

Description

PROCEDE DE MESURE DE FRONT D'ONDE A GRANDE SENSIBILITE ET MESUREUR CORRESPONDANT Le domaine de l'invention est celui des mesureurs de front d'onde. Le front d'onde d'un faisceau permet de définir le trajet suivi par les rayons lumineux constituant le faisceau. Sa caractérisation autorise ainsi l'étude des perturbations telles que les aberrations subies par les rayons afin de les corriger avec des techniques d'optique adaptative notamment en ophtalmologie comme par exemple par usinage laser de la cornée, ou en astronomie de façon à corriger les images enregistrées par les télescopes terrestres notamment pour une prise en compte des perturbations atmosphériques. Parmi les techniques usuelles de mesure de front d'onde, la plus usitée est l'analyseur de front d'onde de type Shack-Hartmann 101 dont un exemple est montré figures 1 et qui est basé sur un échantillonnage du front d'onde. Il comporte une matrice 10 2D de micro-lentilles 1 sphériques conjuguée de la pupille d'entrée du mesureur, chaque microlentille définissant une micro-pupille, et un capteur matriciel CCD 2 placé dans le plan focal de la matrice de microlentilles ; chaque microlentille focalise la surface élémentaire du front d'onde interceptée par la micropupille correspondant à la microlentille. Sont représentés sur ces figures deux faisceaux incidents, l'un présentant un front d'onde plan 3, l'autre un front d'onde 4 présentant des aberrations. L'image 5 d'un point du front d'onde à travers une microlentille, forme une figure de diffraction sur le capteur, telle qu'une tâche d'Airy si la lentille est sphérique, comme illustré figure 1 c. Lorsque le front d'onde d'une surface élémentaire est plan, la tache 5 est formée sur le capteur sur l'axe optique zz' de la lentille, c'est-à- dire en Dx=0. Lorsque le front d'onde présente une pente par exemple provoquée par des aberrations, la tache 5 est formée sur le capteur en Dx# 0, Dx représentant le déplacement dans un plan perpendiculaire à l'axe zz', en l'occurrence selon xx', l'inclinaison a du rayon lumineux sur l'axe zz' traduisant l'inclinaison locale du front d'onde du faisceau incident comme illustré figure 1 b. Outre l'erreur résultant de l'échantillonnage spatial du front d'onde sur le mesureur de type Shack-Hartmann (correspondant à la résolution du front d'onde, au sens échantillon/pixel, comme pour une image), du fait de la matrice de microlentilles, il existe une erreur sur la mesure du déplacement Dx par le capteur CCD comportant une matrice de pixels. La sensibilité de la technique correspond en fait au plus petit déplacement Dx mesurable. Pour minimiser cette erreur de mesure sur les déplacements, la position d'une tache lumineuse (tache d'Airy) est codée sur plusieurs pixels de la matrice CCD, typiquement sur 6x6 pixels soit une zone d'environ 40x40pm2. Le barycentre de la tache est alors déterminé par une interpolation mathématique impliquant des approximations et donc une durée de calcul accrue. Il en résulte une mesure locale du déplacement Dx associé à chaque microlentille. Le front d'onde est ensuite reconstruit par intégration des déplacements Dx pour obtenir les mesures 6 de pentes (ou dérivées du front d'onde) locales, respectivement issues de chaque microlentille 1, comme illustré figure 1 a dans le cas du front d'onde 4 présentant des aberrations. Ces mesures de pentes locales étant discontinues, la plupart des mesureurs de front d'onde doivent interpréter les points de mesure pour reconstruire le front d'onde sous forme continue 7 en le projetant par exemple sur une base de polynômes, usuellement les polynômes de Zernike. Il faut donc arbitrairement fixer le nombre de polynômes nécessaires à une bonne reconstruction. Parmi les mesureurs de front d'onde existant actuellement, on peut citer les dispositifs suivants : - Shack-Hartmann Imagine Optics HASO32, avec une sensibilité de l'ordre de M100, - Phasics SID4 HR avec une sensibilité de l'ordre de À /150, - Miroma Cordouan Technologies avec une sensibilité de l'ordre de À /20, - Détecteur à quadrant avec une sensibilité de l'ordre de À /10 tel que décrit dans la publication « High Speed wavefront sensor compatible with standard CMOS technology » de Lima Monteiro et al, Sensors and Actuators 1, 109 (2004). Ces mesureurs de front d'onde sont basés sur des capteurs CCD discrétisés (pixélisés), affectant ainsi nécessairement la résolution de l'appareil.The field of the invention is that of wavefront meters. The wavefront of a beam makes it possible to define the path followed by the light rays constituting the beam. Its characterization thus allows the study of disturbances such as the aberrations suffered by the rays in order to correct them with adaptive optics techniques, particularly in ophthalmology, for example by laser machining of the cornea, or in astronomy so as to correct the images. recorded by terrestrial telescopes, especially for taking into account atmospheric disturbances. Among the usual wavefront measurement techniques, the most commonly used is the Shack-Hartmann type wavefront analyzer 101, an example of which is shown in FIGS. 1 and which is based on sampling of the wavefront. It comprises a 2D matrix of spherical micro-lenses 1 conjugated to the entrance pupil of the scaler, each microlens defining a micro-pupil, and a CCD 2 matrix sensor placed in the focal plane of the microlens array; each microlens focuses the elementary surface of the wavefront intercepted by the micropuple corresponding to the microlens. Two incident beams are shown in these figures, one having a plane wavefront 3, the other a wavefront 4 having aberrations. The image of a wavefront point across a microlens, forms a diffraction pattern on the sensor, such as an Airy spot if the lens is spherical, as shown in FIG. 1c. When the wavefront of an elementary surface is plane, the spot 5 is formed on the sensor on the optical axis zz 'of the lens, that is to say in Dx = 0. When the wavefront has a slope for example caused by aberrations, the spot 5 is formed on the sensor Dx # 0, Dx representing the displacement in a plane perpendicular to the axis zz ', in this case according to xx ', the inclination α of the light ray on the axis zz' reflecting the local inclination of the wavefront of the incident beam as shown in Figure 1b. In addition to the error resulting from the spatial sampling of the wavefront on the Shack-Hartmann-type meter (corresponding to the resolution of the wavefront, in the sample / pixel direction, as for an image), because of the matrix of microlenses, there is an error on the displacement measurement Dx by the CCD sensor comprising a matrix of pixels. The sensitivity of the technique corresponds in fact to the smallest measurable shift Dx. To minimize this measurement error on displacements, the position of a light spot (Airy spot) is coded on several pixels of the CCD matrix, typically on 6x6 pixels, ie an area of approximately 40x40pm2. The center of gravity of the task is then determined by a mathematical interpolation involving approximations and thus an increased computation time. This results in a local measurement of the displacement Dx associated with each microlens. The wavefront is then reconstructed by integrating the displacements Dx to obtain the measurements 6 of slopes (or derived from the wavefront) local, respectively from each microlens 1, as shown in Figure 1a in the case of the front of wave 4 with aberrations. Since these measurements of local slopes are discontinuous, most wavefront meters must interpret the measurement points to reconstruct the wavefront in continuous form 7 by projecting it for example on a basis of polynomials, usually the Zernike polynomials. . It is thus necessary to arbitrarily fix the number of polynomials necessary for a good reconstruction. Among the existing wavefront meters, the following devices can be mentioned: - Shack-Hartmann Imagine Optics HASO32, with a sensitivity of the order of M100, - Phasics SID4 HR with a sensitivity of the order of λ / 150, - Miroma Cordouan Technologies with a sensitivity of the order of λ / 20, quadrant detector with a sensitivity of the order of λ / 10 as described in the publication "High Speed wavefront sensor compatible with standard CMOS technology" Lima Monteiro et al, Sensors and Actuators 1, 109 (2004). These wavefront meters are based on discrete (pixilated) CCD sensors, thus necessarily affecting the resolution of the device.

Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients. En conséquence, il demeure à ce jour un besoin pour un mesureur de front d'onde donnant simultanément satisfaction à l'ensemble des exigences précitées, en termes de résolution, de sensibilité, de dynamique (plus grande déviation enregistrable) et de durée d'acquisition de la mesure. Le mesureur proposé repose sur un capteur continu de très grande précision, la photodiode à effet latéral, capable de mesurer des déplacements de centre de masse de rayons lumineux avec une précision nanométrique. Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de mesure du front d'onde d'un faisceau incident principalement caractérisé en qu'il comporte une étape de formation d'une image d'au moins une surface élémentaire du front d'onde sur une photodiode à effet latéral à travers une micro-ouverture et acquisition par cette photodiode à effet latéral d'un signal proportionnel à la position du barycentre de l'image et à son intensité. Selon un premier mode d'exploitation, ce procédé comporte les étapes suivantes de : - translation continue de l'ensemble micro-ouverture - photodiode à effet latéral dans un plan perpendiculaire à l'axe optique dudit ensemble, de manière à enregistrer directement une mesure continue de positions, proportionnelle à la dérivée du front d'onde, - intégration du signal obtenu au cours de la translation pour ainsi obtenir directement le front d'onde. La connaissance de l'intensité et de la phase (reliée au front d'onde) du faisceau, enregistrées de façon continue, permet de déterminer exactement le champ électrique et cela de façon continue, selon le même principe qu'un enregistrement de hologramme. Selon un autre mode d'exploitation, des images de plusieurs surfaces élémentaires sont simultanément formées sur plusieurs photodiodes à effet latéral, à travers des micro-ouvertures, chaque photodiode à effet latéral acquérant simultanément ledit signal.35 L'invention a aussi pour objet un mesureur de front d'onde d'un faisceau incident, présentant un axe optique zz', caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble constitué d'une micro-ouverture associée à une photodiode à effet latéral située à une distance d de la micro-ouverture, apte à former sur la photodiode à effet latéral une image d'une surface élémentaire du front d'onde, la photodiode à effet latéral étant apte à enregistrer un signal proportionnel à la position du barycentre de cette image et à son intensité. De préférence, la micro-ouverture est en outre équipée d'une microlentille, la photodiode à effet latéral associée à ladite ouverture étant dans le plan focal de la microlentille. Selon un premier mode de réalisation du mesureur, il comporte en outre des moyens de translation continue de cet ensemble par rapport au faisceau incident dans un plan perpendiculaire à l'axe optique du mesureur, de manière à ce que la photodiode à effet latéral enregistre directement une mesure continue proportionnelle à la dérivée du front d'onde. Ces moyens de translation peuvent comporter : - des moyens de translation de l'ensemble micro-ouverture - photodiode à effet latéral, tels qu'une platine motorisée, ou - des moyens de déviation du faisceau incident sur l'ensemble micro-ouverture - photodiode à effet latéral tels que des miroirs galvanométriques situés sur le trajet du faisceau incident.The object of the invention is to overcome these disadvantages. Consequently, there remains to this day a need for a wavefront meter simultaneously satisfying all the aforementioned requirements, in terms of resolution, sensitivity, dynamics (greater recordable deviation) and duration of operation. acquisition of the measure. The proposed meter is based on a very precise continuous sensor, the side-effect photodiode, capable of measuring center-of-mass displacements of light rays with nanometric precision. More specifically, the subject of the invention is a method for measuring the wavefront of an incident beam mainly characterized in that it comprises a step of forming an image of at least one elementary surface of the wavefront on a lateral effect photodiode through a micro-opening and acquisition by this lateral effect photodiode of a signal proportional to the position of the barycenter of the image and to its intensity. According to a first mode of operation, this method comprises the following steps of: - continuous translation of the micro-aperture assembly - lateral effect photodiode in a plane perpendicular to the optical axis of said assembly, so as to directly record a measurement continuous positions, proportional to the derivative of the wavefront, - integration of the signal obtained during the translation to thereby directly obtain the wavefront. The knowledge of the intensity and the phase (connected to the wavefront) of the beam, recorded continuously, makes it possible to exactly determine the electric field in a continuous manner, according to the same principle as a hologram recording. According to another mode of operation, images of several elementary surfaces are simultaneously formed on several lateral effect photodiodes, through micro-openings, each lateral effect photodiode simultaneously acquiring said signal. The invention also relates to a wavefront meter of an incident beam, having an optical axis zz ', characterized in that it comprises at least one assembly consisting of a micro-aperture associated with a lateral effect photodiode located at a distance d of the micro-aperture, capable of forming on the lateral effect photodiode an image of an elementary surface of the wavefront, the lateral effect photodiode being able to record a signal proportional to the position of the center of gravity of this image and to its intensity. Preferably, the micro-aperture is further equipped with a microlens, the lateral effect photodiode associated with said aperture being in the focal plane of the microlens. According to a first embodiment of the meter, it further comprises means of continuous translation of this assembly relative to the incident beam in a plane perpendicular to the optical axis of the meter, so that the side effect photodiode records directly. a continuous measurement proportional to the derivative of the wavefront. These translational means may comprise: translation means of the micro-aperture-side effect photodiode assembly, such as a motorized stage, or means for deflecting the incident beam on the micro-aperture-photodiode assembly side effects such as galvanometric mirrors located in the path of the incident beam.

La translation s'effectuant de façon continue, la mesure revient en fait à l'enregistrement direct d'un signal proportionnel à la dérivée du front d'onde. L'intégration du signal donne l'expression du front d'onde sans aucune approximation mathématique ni projection sur une base de polynômes, alors que toutes les techniques actuelles d'acquisition de front d'onde reposent sur des algorithmes de reconstruction. On obtient ainsi une mesure continue de front d'onde sans échantillonnage du front d'onde d'une part et sans interpolation mathématique ni projection d'autre part, et avec une résolution inégalée.Since the translation is continuous, the measurement actually amounts to the direct recording of a signal proportional to the derivative of the wavefront. The integration of the signal gives the wavefront expression without any mathematical approximation or projection on a polynomial basis, whereas all current wavefront acquisition techniques rely on reconstruction algorithms. A continuous wavefront measurement is thus obtained without sampling the wavefront on the one hand and without mathematical interpolation or projection on the other, and with an unequaled resolution.

La durée de la translation limitant la vitesse d'acquisition de la mesure du front d'onde, un autre mode de réalisation de l'invention permet de réduire ce temps d'acquisition. Selon cet autre mode de réalisation, le mesureur comporte plusieurs ensembles micro-ouverture - photodiode à effet latéral ou plusieurs ensembles micro-ouverture - microlentille-photodiode à effet latéral. Le mesureur comporte éventuellement une matrice de micro-ouvertures associée à une matrice de photodiodes à effet latéral, la matrice de micro-ouvertures pouvant aussi être associée à une matrice de m icrolentilles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : les figures 1 déjà décrites représentent schématiquement un exemple de mesureur de type Shack-Hartmann selon l'état de la technique, vu en coupe, avec des exemples de fronts d'onde de faisceau incident sur le mesureur, de mesures de pentes locales et de front d'onde reconstruit (fig 1a) ; un zoom sur une partie de ce mesureur ne comportant qu'une microlentille est représenté figure 1 b et un exemple de tache sous forme de tache d'Airy est représenté figure 1 c vue de dessus et en perspective, la figure 2 représente schématiquement un exemple de photodiode à effet latéral, vu en perspective, les figures 3 représentent schématiquement un exemple de mesureur selon l'invention, vu en coupe, avec des moyens de translation de l'ensemble ouverture-lentille-photodiode à effet latéral (fig 3a) et des moyens de translation du faisceau incident par des miroirs galvanométriques, l'ensemble ouverture-photodiode à effet latéral étant fixe (fig 3b), la figure 4 représente schématiquement le montage utilisé pour 30 comparer un mesureur de type Shack-Hartmann selon l'état de la technique et un mesureur selon l'invention, les figures 5 représentent schématiquement les résultats obtenus avec un mesureur selon l'invention, pour trois axicons (déphasages linéaires de forme conique) (fig 5a) et pour quatre réseaux sinusoïdaux de pas 35 différents (fig 5b) avec le front d'onde reconstruit en fonction de la position dans un plan xy perpendiculaire à l'axe zz' du mesureur, les résultats de la figure 5a illustrant la sensibilité du mesureur et ceux de la figure 5b, sa résolution, la figure 6 représente schématiquement des résultats obtenus avec un mesureur selon l'invention, pour trois particules transparentes de taille micrométrique simulées à l'aide d'un SLM, avec le front d'onde reconstruit en fonction de la position dans un plan xy perpendiculaire à l'axe zz' du mesureur, la figure 7 représente schématiquement un exemple de montage utilisé pour mesurer avec un mesureur selon l'invention, le front d'onde résultant d'effets thermiques, non linéaires induits dans un échantillon de cristal laser, les figures 8 représentent schématiquement les résultats obtenus avec un mesureur selon l'invention utilisé dans le cadre du montage de la figure 7, avec la dérivée du front d'onde (fig 8a) et le front d'onde reconstruit correspondant (fig 8b), en fonction de la position dans un plan xy perpendiculaire à l'axe zz' du mesureur, la figure 9 représente schématiquement un exemple de mesureur selon l'invention, vu en perspective, équipé d'une matrice de microlentilles associée à une matrice de photodiodes à effet latéral. D'une figure à l'autre, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références. Le mesureur de front d'onde selon l'invention est basé sur l'utilisation d'une photodiode à effet latéral ou de plusieurs, en remplacement d'un capteur matriciel CCD. Une photodiode à effet latéral 8 parfois désignée « PSD » acronyme de l'expression anglo-saxonne « Position Sensitive Device » ou « Position Sensitive Detector », dont un exemple est montré figure 2, est un capteur isotrope tel qu'une diode PIN qui délivre un courant proportionnel à la position du barycentre d'une tache lumineuse 5 formée sur la photodiode 8, repérée dans un plan xy. Une exposition à une petite tache de lumière 5 cause dans la photodiode 8 un changement de résistance locale qui se traduit par un flux d'électrons collecté par quatre électrodes a, b, c et d respectivement placées sur chaque côté de la photodiode 8. A partir des courants la, lb, le et Id respectivement recueillis par ces électrodes, la position en x et y de la tache de lumière 5 est calculée en utilisant les formules : - - = I Ia kx et ky étant des facteurs permettant la transformation en coordonnées. Ce type de photodiode présente plusieurs avantages comparé à un capteur CCD à pixels : - pas de discontinuité de mesure de la position de la tache de lumière sur cette diode, ce qui signifie une meilleure résolution, - une mesure plus précise car il n'est plus nécessaire de coder la position de la tache lumineuse et aussi du fait que le barycentre de la tache est déterminé sans interpolation mathématique impliquant des approximations ; une photodiode à effet latéral de 1cm x 1 cm par exemple fournit la position du barycentre à 10 nm près, - un temps de réponse rapide, typiquement de 300 ns voire même dans certains cas de 500 ps du fait de la diode elle- même et du fait que le barycentre de la tache est déterminé sans interpolation mathématique impliquant des approximations et coûteuse en temps de calcul. Plus la diode est de faibles dimensions plus son temps de réponse est court. Les dimensions de ce type de photodiode sont typiquement comprises entre 50 pm et 10 cm.The duration of the translation limiting the acquisition speed of the wavefront measurement, another embodiment of the invention can reduce this acquisition time. According to this other embodiment, the meter comprises a plurality of micro-aperture-side effect photodiode assemblies or several micro-aperture-microlens-side effect photodiode assemblies. The meter optionally comprises a micro-aperture matrix associated with a matrix of photodiodes with side effect, the micro-aperture matrix can also be associated with a matrix of microlenses. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows, given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: FIGS. 1 already described schematically represent an example of a measuring device of Shack-Hartmann type according to the state of the art, seen in section, with examples of beam fronts incident on the meter, local slope measurements and reconstructed wavefront (FIG. 1a); a zoom on a portion of this meter having only one microlens is shown in Figure 1b and an example of spot in the form of Airy spot is shown in Figure 1 c seen from above and in perspective, Figure 2 schematically shows an example FIG. 3 diagrammatically shows an example of a meter according to the invention, seen in section, with translation means of the openness-lens-photodiode assembly with lateral effect (FIG. 3a) and means for translating the incident beam by galvanometric mirrors, the aperture-photodiode assembly having lateral effect being fixed (FIG. 3b), FIG. 4 schematically represents the assembly used to compare a Shack-Hartmann type meter according to the state of the technique and a meter according to the invention, FIGS. 5 schematically represent the results obtained with a meter according to the invention, for three axicons (linear phase shifts). conical shape) (FIG. 5a) and for four sinusoidal gratings of different pitch (FIG. 5b) with the wavefront reconstructed as a function of the position in a plane xy perpendicular to the axis zz 'of the measurer, the results of FIG. FIG. 5a illustrating the sensitivity of the meter and those of FIG. 5b, its resolution, FIG. 6 schematically represents results obtained with a meter according to the invention, for three transparent particles of micrometric size simulated using an SLM. with the reconstructed wavefront as a function of the position in a plane xy perpendicular to the axis zz 'of the meter, FIG. 7 schematically represents an example of an assembly used for measuring with a measuring device according to the invention, the front of wave resulting from thermal, nonlinear effects induced in a laser crystal sample, FIGS. 8 schematically represent the results obtained with a meter according to the invention used in the context of the assembly of FIG. 7, with the derivative of the wavefront (FIG. 8a) and the corresponding reconstructed wavefront (FIG. 8b), as a function of the position in a plane xy perpendicular to the axis zz 'of the measurer, the FIG. 9 schematically represents an example of a meter according to the invention, viewed in perspective, equipped with a matrix of microlenses associated with a matrix of photodiodes with lateral effect. From one figure to another, the same elements are identified by the same references. The wavefront meter according to the invention is based on the use of a lateral effect photodiode or several, replacing a CCD matrix sensor. A lateral effect photodiode 8 sometimes referred to as "PSD", an example of which is shown in FIG. 2, is an isotropic sensor such as a PIN diode which delivers a current proportional to the position of the center of gravity of a light spot 5 formed on the photodiode 8, located in a plane xy. Exposure to a small spot of light causes in the photodiode 8 a change of local resistance which results in an electron flow collected by four electrodes a, b, c and d respectively placed on each side of the photodiode 8. A from the currents 1a, 1b, 1c, and 1d, respectively, collected by these electrodes, the position at x and y of the spot of light 5 is calculated using the formulas: ## EQU1 ## where kx and ky are factors allowing the transformation into contact information. This type of photodiode has several advantages compared to a pixel CCD sensor: - no discontinuity of measurement of the position of the spot of light on this diode, which means a better resolution, - a more precise measurement because it is not no longer necessary to code the position of the light spot and also because the center of gravity of the spot is determined without mathematical interpolation involving approximations; a lateral effect photodiode 1 cm x 1 cm for example provides the position of the barycentre to 10 nm, - a fast response time, typically 300 ns or even in some cases 500 ps because of the diode itself and because the center of gravity of the spot is determined without mathematical interpolation involving approximations and expensive in computation time. The smaller the diode, the shorter the response time. The dimensions of this type of photodiode are typically between 50 pm and 10 cm.

Selon un premier mode de réalisation, décrit en relation avec la figure 3a, le mesureur du front d'onde d'un faisceau incident 100 selon l'invention, comporte : - un ensemble constitué d'une micro-ouverture 9 associée à une photodiode à effet latéral 8 située à une distance d de l'ouverture, la dimension de la micro-ouverture et la distance d étant déterminées en tenant compte des considérations suivantes. Plus la distance d est grande, plus le bras de levier constitué est efficace. La limite est que la tache ne soit pas tronquée par les bords de la photodiode 8, ce qui permet de mesurer des inclinaisons de front d'onde faibles. Lorsque d est courte, le mesureur restera sensible même pour de fortes inclinaisons du front d'onde, ce qui autorise une grande dynamique très utile pour les caractérisations des milieux turbulents. Si ai-Tm est l'angle maximal mesuré, on peut estimer la distance d de la façon suivante en prenant une certaine marge à cause de l'étendue de la figure de diffraction (=la tache): dmax=02tan(amax)+5À/a) avec À la longueur d'onde, a la dimension de l'ouverture et 2L la dimension de la photodiode. Ceci n'est qu'une approximation, le facteur 5 autorisant une certaine marge d'erreur. Cet ensemble 8-9 isole localement la pente du front d'onde et donc l'inclinaison du rayon associé. - des moyens de translation continue de cet ensemble par rapport au faisceau incident, dans un plan perpendiculaire à l'axe optique zz' du mesureur, représentés par les flèches 20. A travers la micro-ouverture 9, une image 5 d'une surface élémentaire du front d'onde (cette image étant aussi désignée tache) est formée sur la photodiode à effet latéral 8. Selon une variante, la micro-ouverture 9 est munie d'une microlentille 1, la photodiode à effet latéral 8 étant alors dans le plan focal de cette microlentille, de focale f.According to a first embodiment, described with reference to FIG. 3a, the wavefront meter of an incident beam 100 according to the invention comprises: a set consisting of a micro-aperture 9 associated with a photodiode side effect 8 located at a distance d from the opening, the size of the micro-opening and the distance d being determined taking into account the following considerations. The greater the distance d, the more effective the lever arm is. The limit is that the stain is not truncated by the edges of the photodiode 8, which makes it possible to measure weak wavefront inclinations. When d is short, the measurer will remain sensitive even for strong inclinations of the wavefront, which allows a great dynamic very useful for the characterization of turbulent media. If ai-Tm is the maximum angle measured, we can estimate the distance d in the following way by taking a certain margin because of the extent of the diffraction pattern (= the spot): dmax = 02tan (amax) + 5A / a) with At wavelength, at the dimension of the aperture and 2L the dimension of the photodiode. This is only an approximation, the factor 5 allowing a certain margin of error. This set 8-9 locally isolates the slope of the wavefront and thus the inclination of the associated radius. means of continuous translation of this assembly with respect to the incident beam, in a plane perpendicular to the optical axis zz 'of the measurer, represented by the arrows 20. Through the micro-opening 9, an image of a surface elementary wavefront (this image also being designated spot) is formed on the lateral effect photodiode 8. According to a variant, the micro-aperture 9 is provided with a microlens 1, the lateral effect photodiode 8 being then in the focal plane of this microlens, focal f.

Cet ensemble 8-9 (ou 1-8-9) est associé à des moyens 20 de translation continue transversale au faisceau incident, c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l'axe optique zz' du mesureur. Lors de cette translation, la photodiode à effet latéral 8 enregistre la position du barycentre du faisceau diffracté par l'ouverture et son intensité en fonction de : - la position de la micro-ouverture dans le plan xy dans lequel l'ensemble est translaté, et de - la position 013 de la tache sur la photodiode 8. Comme indiqué, le signal enregistré donne aussi accès à l'intensité transmise par la pupille.This set 8-9 (or 1-8-9) is associated with transverse continuous translation means 20 to the incident beam, that is to say in a plane perpendicular to the optical axis zz 'of the meter. During this translation, the lateral effect photodiode 8 records the position of the barycenter of the diffracted beam by the aperture and its intensity as a function of: the position of the micro-aperture in the xy plane in which the assembly is translated, and - the position 013 of the spot on the photodiode 8. As indicated, the recorded signal also gives access to the intensity transmitted by the pupil.

La translation s'effectuant de façon continue, la mesure revient en fait à l'enregistrement direct d'un signal proportionnel à la dérivée continue du front d'onde : la courbe continue formée par ces positions mesurées est proportionnelle à la dérivée du front d'onde. L'intégration du signal donne l'expression du front d'onde sans aucune approximation mathématique ni projection sur une base de polynômes, alors que toutes les techniques d'acquisition de front d'onde reposent sur des algorithmes de reconstruction. Il s'agit donc à notre connaissance de la seule technique permettant de mesurer directement, continûment et exactement un front d'onde.As the translation takes place continuously, the measurement returns in fact to the direct recording of a signal proportional to the continuous derivative of the wavefront: the continuous curve formed by these measured positions is proportional to the derivative of the front of the wavefront. 'wave. The integration of the signal gives the wavefront expression without any mathematical approximation or projection on a polynomial basis, whereas all wavefront acquisition techniques rely on reconstruction algorithms. It is therefore to our knowledge the only technique to directly, continuously and accurately measure a wavefront.

Exactement, car les approximations sur la reconstruction utilisées dans les techniques de l'art antérieur mènent à des interprétations parfois complètement erronées. On obtient ainsi une mesure continue de front d'onde sans échantillonnage du front d'onde d'une part et sans interpolation mathématique ni projection d'autre part, et avec une résolution et une sensibilité inégalées. Le mesureur selon l'invention permet de mesurer non seulement le front d'onde et donc indirectement la phase du champ électrique mais bien sûr également l'intensité de ce dernier. La phase et l'intensité connues dans un plan permettent de connaître le faisceau tout au long de sa propagation. Les dispositifs de type Shack-Hartmann classiques permettent de donner une approximation du facteur M2 caractérisant la « qualité » d'un faisceau ; le mesureur selon l'invention permet sa mesure exacte pour un coût limité par rapport aux autres solutions utilisées pour mesurer le facteur M2. En effet un tel mesureur présente un coût bien moindre que celui décrit en préambule, comme illustré plus loin. Ces moyens de translation 20 sont par exemple une platine motorisée sur laquelle est monté cet ensemble.Exactly, because the reconstruction approximations used in the techniques of the prior art lead to sometimes completely erroneous interpretations. This results in a continuous measurement of the wavefront without sampling the wavefront on the one hand and without mathematical interpolation or projection on the other hand, and with unmatched resolution and sensitivity. The meter according to the invention makes it possible to measure not only the wavefront and thus indirectly the phase of the electric field but of course also the intensity of the latter. The phase and the intensity known in a plane make it possible to know the beam throughout its propagation. The conventional Shack-Hartmann type devices make it possible to give an approximation of the factor M2 characterizing the "quality" of a beam; the meter according to the invention allows its exact measurement for a limited cost compared to the other solutions used to measure the factor M2. Indeed, such a meter has a much lower cost than that described in the preamble, as illustrated below. These translation means 20 are for example a motorized stage on which this assembly is mounted.

Selon une variante montrée figure 3b, la translation de l'ensemble 8-9 (ou 1-8-9) par rapport au faisceau incident est obtenu par balayage du faisceau présentant un front d'onde 4, au moyen de deux miroirs galvanométriques 21, 22 pilotés par une unité 23, l'ensemble 8-9 (comme montré sur la figure) ou 1-8-9 étant fixe. Chaque miroir est piloté selon deux axes de rotation perpendiculaires entre eux ; on utilise deux miroirs pour contrôler la direction de l'axe optique du faisceau par rapport à l'ouverture 9. Cela permet de réaliser une translation plus rapide qu'avec la platine et de faire une acquisition 2D du front d'onde.According to a variant shown in FIG. 3b, the translation of the assembly 8-9 (or 1-8-9) with respect to the incident beam is obtained by scanning the beam having a wavefront 4, by means of two galvanometric mirrors 21 , 22 controlled by a unit 23, the assembly 8-9 (as shown in the figure) or 1-8-9 being fixed. Each mirror is driven along two axes of rotation perpendicular to each other; two mirrors are used to control the direction of the optical axis of the beam relative to the opening 9. This allows for a faster translation with the platen and to make a 2D acquisition of the wavefront.

Un prototype de mesureur a été réalisé avec les éléments suivants : - 2 types de photodiode à effet latéral ont été utilisés indifféremment pour développer ce prototype, désignés sous leur marque commerciale : le PSD4M de la société Thorlabs et le PSD 2931 de la société NewFocus. - La distance d entre la micro-ouverture et le PSD est fixée à 5cm. Plus cette distance est grande plus le « bras de levier » induit est important et donc plus la mesure est précise. La limitation résidant dans l'élargissement de la tache d'Airy, peut alors être tronquée par le bord du PSD. - L'ouverture circulaire possède un diamètre de 120pm (ouverture calibrée Thorlabs). Cette solution simple et peu coûteuse peut être avantageusement complétée par une micro-lentille commerciale autorisant des taches plus petites et plus intenses. - L'ensemble PSD+ouverture est translaté transversalement dans le faisceau incident à l'aide d'une platine de translation motorisée (platine désignée sous sa marque commerciale Micos VT80).A prototype meter was made with the following elements: - 2 types of lateral effect photodiode were used indifferently to develop this prototype, designated under their trademark: the PSD4M from the company Thorlabs and PSD 2931 from the company NewFocus. - The distance d between the micro-aperture and the PSD is fixed at 5cm. The greater the distance, the greater the lever arm is important and therefore the more accurate the measurement. The limitation residing in the expansion of the Airy spot, can then be truncated by the edge of the PSD. - The circular opening has a diameter of 120pm (calibrated opening Thorlabs). This simple and inexpensive solution can be advantageously supplemented by a commercial micro-lens allowing smaller and more intense spots. - The set PSD + aperture is translated transversely in the incident beam with a motorized drive plate (platinum designated under its trademark Micos VT80).

Le prototype équipé d'une platine de translation peut être évalué environ à 2000 euros en l'état, alors que le mesureur de type ShackHartmann utilisé pour la comparaison a été acheté plus de 20 000 euros. Une résolution inférieure à À/1000 a été obtenue pour des mesures effectuées avec des cristaux lasers.The prototype equipped with a translation plate can be evaluated at about 2000 euros in the state, while the ShackHartmann type meter used for the comparison was bought more than 20 000 euros. A resolution of less than λ / 1000 was obtained for measurements made with laser crystals.

Un tel mesureur a été utilisé dans plusieurs applications et comparé à un mesureur de type Shack-Hartmann classique. On montre figure 4 un montage réalisé pour comparer les deux mesureurs dans le cas du front d'onde d'un faisceau incident issu d'un modulateur spatial de lumière ou « SLM » en anglais, permettant de générer des aberrations de phase calibrées reconfigurables. La source lumineuse est une diode laser monomode fibrée DL émettant à 1,06pm. L'ensemble des lentilles L1 et L2 constitue un télescope permettant d'ajuster la taille du faisceau tombant sur le SLM (par exemple un SLM désigné sous sa marque commerciale Holoeye pluto-NIR). Ce faisceau est renvoyé par des miroirs M1 et M2 permettant de replier le faisceau, vers un ensemble de lentilles L3 et L4 qui permet d'imager le front d'onde sur les mesureurs. Une lame séparatrice LS envoie une partie du faisceau incident à mesurer vers un mesureur 100 selon le premier mode de réalisation de l'invention, l'autre partie vers un mesureur de type Shack-Hartmann classique 101. La mesure d'un réseau de phase sinusoïdal permet de mettre en défaut le mesureur Shack-Hartmann en termes de résolution simplement en augmentant le pas du réseau (comme illustré par les résultats montrés figure 5b), le dispositif selon l'invention répondant encore quand le Shack- Hartmann ne peut plus interpréter ces mesures. Ce même montage permet de mettre en valeur la sensibilité du mesureur en modulant la profondeur du réseau, le mesureur Shack-Hartmann devenant aveugle avant le mesureur selon l'invention.Such a meter has been used in several applications and compared to a conventional Shack-Hartmann type meter. FIG. 4 shows an assembly made to compare the two meters in the case of the wavefront of an incident beam originating from a spatial light modulator or "SLM" in English, making it possible to generate reconfigurable calibrated phase aberrations. The light source is a single fiber laser diode DL emitting at 1.06pm. The set of lenses L1 and L2 constitutes a telescope for adjusting the size of the beam falling on the SLM (for example an SLM designated under its trademark Holoeye pluto-NIR). This beam is returned by mirrors M1 and M2 for folding the beam to a set of lenses L3 and L4 which allows to image the wavefront on the meters. A splitter blade LS sends a part of the incident beam to be measured to a meter 100 according to the first embodiment of the invention, the other part to a conventional Shack-Hartmann type measuring device 101. The measurement of a phase grating sinusoidal makes it possible to defeat the Shack-Hartmann meter in terms of resolution simply by increasing the pitch of the grating (as illustrated by the results shown in FIG. 5b), the device according to the invention still answering when the Shack-Hartmann can no longer interpret these measures. This same arrangement makes it possible to highlight the sensitivity of the meter by modulating the depth of the network, the Shack-Hartmann meter becoming blind before the meter according to the invention.

Dans une seconde application, le SLM (en réflexion) permet de générer un axicon (lentille conique) en transmission : un front d'onde linéaire est à mesurer. La plupart des mesureurs de front d'onde classiques doivent interpréter les points de mesure pour reconstruire le front d'onde en le projetant par exemple sur une base de polynômes (usuellement Zernike). Il faut donc arbitrairement fixer le nombre de polynômes nécessaires à une bonne reconstruction. La reconstruction avec le mesureur Shack-Hartmann à partir de 64 polynômes fournit une solution difficilement interprétable car oscillant autour des 2 droites constituant la lentille axicon, alors qu'un mesureur selon l'invention enregistre parfaitement le front d'onde linéaire comme illustré figure 5a pour trois lentilles axicons différentes. Dans une troisième application, le SLM permet de générer des particules transparentes micrométriques d'épaisseur nanométrique (en transmission) aux fins par exemple de détection de particules polluantes de très petites tailles et transparentes en atmosphère turbulente. Ce type de détection permet de mettre au point des dispositifs de sécurité comme par exemple la détection de substances explosives dans les fluides, de microcristaux de glace (phénomène de givrage en avionique) ou de suies (éruptions volcaniques pour la sécurité de l'aviation civile). Les résultats obtenus sont montrés figure 6 pour 3 micro objets de phase discontinus ayant un diamètre de quelques microns, une épaisseur de 800nm (les dimensions sur la figure sont en mm, car il s'agit des dimensions dans le plan image, après grossissement par un télescope situé avant et permettant d'imager les objets de phase sur la photodiode); ces résultats avec en abscisse la position de la photodiode à effet latéral dans le plan xy et en ordonnée le front d'onde reconstruit par rapport à une mesure de référence d'un front d'onde plan, montrent que de telles particules peuvent parfaitement être détectées, alors qu'un mesureur de Shack-Hartmann classique est insensible à ce type de discontinuité de phase.In a second application, the SLM (in reflection) makes it possible to generate an axicon (conical lens) in transmission: a linear wavefront is to be measured. Most conventional wavefront meters must interpret measurement points to reconstruct the wavefront by projecting it, for example, on a polynomial basis (usually Zernike). It is thus necessary to arbitrarily fix the number of polynomials necessary for a good reconstruction. The reconstruction with the Shack-Hartmann meter from 64 polynomials provides a solution that is difficult to interpret because it oscillates around the 2 straight lines constituting the axicon lens, whereas a meter according to the invention perfectly records the linear wavefront as illustrated in FIG. 5a. for three different axicons lenses. In a third application, the SLM makes it possible to generate micrometric transparent particles of nanometric thickness (in transmission) for the purposes for example of detecting polluting particles of very small and transparent sizes in a turbulent atmosphere. This type of detection makes it possible to develop safety devices such as, for example, the detection of explosive substances in fluids, ice microcrystals (phenomenon of icing in avionics) or soot (volcanic eruptions for the safety of civil aviation). ). The results obtained are shown in FIG. 6 for 3 micro discontinuous phase objects having a diameter of a few microns, a thickness of 800 nm (the dimensions in the figure are in mm, since these are the dimensions in the image plane, after magnification by a telescope located before and making it possible to image the phase objects on the photodiode); these results with the abscissa the position of the lateral effect photodiode in the xy plane and the ordinate the reconstructed wavefront with respect to a reference measurement of a plane wavefront, show that such particles can perfectly be detected, whereas a conventional Shack-Hartmann meter is insensitive to this type of phase discontinuity.

Une quatrième application consiste à mesurer les effets de lentilles non linéaires et thermiques induits dans un cristal laser. Ces effets, le plus souvent néfastes, doivent être caractérisés avec précision : ils sont en général approximés par défaut par des effets de lentilles pures, les systèmes de détection n'offrant pas la possibilité de caractériser les aberrations induites. Les seules mesures effectuées avec des mesureurs de front d'onde impliquent des énergies considérables, typiquement fournies par des lasers impulsionnels ou continus de plusieurs dizaines de watts de puisssance moyenne.A fourth application consists in measuring the effects of nonlinear and thermal lenses induced in a laser crystal. These effects, most often harmful, must be precisely characterized: they are generally approximated by default by pure lens effects, the detection systems do not offer the possibility of characterizing the induced aberrations. The only measurements made with wavefront meters involve considerable energies, typically provided by pulsed or continuous lasers of several tens of watts of average power.

Le montage pour réaliser cette application est montré figure 7. Un faisceau sonde est émis par un laser HeNe, émettant à une longueur d'onde À égale à 632,8 nm avec une puissance P de 12 mW et caractérisé par le facteur M2 = 1.05. Il est envoyé par des miroirs M1 et M2 sur un échantillon de cristal laser. Un imageur par exemple constitué de 2 lentilles, forme l'image de cet échantillon sur un mesureur selon l'invention. Par ailleurs, un faisceau de pompe est émis par une diode laser émettant à une longueur d'onde À égale à 980 nm avec une puissance P maximale de 400 mW et caractérisé par le facteur M2 = 1.07. Un télescope constitué de lentilles, permet d'ajuster la taille du faisceau tombant sur l'échantillon. Ce faisceau ainsi ajusté est renvoyé par des miroirs M3 et M4 permettant avec une lentille L1 d'imager le front d'onde sur l'échantillon de cristal. Un filtre LF placé en aval du cristal permet de filtrer le faisceau de pompe ayant traversé le cristal de manière à ce qu'il ne perturbe pas la mesure. Les effets non-linéaires et thermiques sont indétectables avec un mesureur Shack-Hartmann classique pour cette gamme de puissance de pompage. Alors qu'avec un mesureur selon l'invention, la précision de la mesure permet de séparer les contributions physiques du processus non-linéaire et de l'effet thermique comme illustré par les résultats montrés figures 8: les mesures proportionnelles à la dérivée du front d'onde, effectuées au cours d'une translation (fig 8a) et le front d'onde correspondant reconstruit (fig 8b). De tels résultats sont obtenus même avec des lasers de faible puissance (mesure effectuée en laser continu de 400mW) alors que les mesures usuelles sont obtenues avec des mesureurs classiques, avec des lasers impulsionnels ou continus de plusieurs dizaines de watts.The assembly to realize this application is shown in FIG. 7. A probe beam is emitted by a HeNe laser, emitting at a wavelength λ equal to 632.8 nm with a power P of 12 mW and characterized by the factor M2 = 1.05. . It is sent by mirrors M1 and M2 on a laser crystal sample. An imager, for example consisting of 2 lenses, forms the image of this sample on a meter according to the invention. In addition, a pump beam is emitted by a laser diode emitting at a wavelength λ equal to 980 nm with a maximum power P of 400 mW and characterized by the factor M2 = 1.07. A telescope made up of lenses makes it possible to adjust the size of the beam falling on the sample. This beam thus adjusted is returned by mirrors M3 and M4 allowing with a lens L1 to image the wavefront on the crystal sample. An LF filter placed downstream of the crystal makes it possible to filter the pump beam having passed through the crystal so that it does not disturb the measurement. Nonlinear and thermal effects are undetectable with a conventional Shack-Hartmann meter for this pump power range. While with a meter according to the invention, the accuracy of the measurement makes it possible to separate the physical contributions of the non-linear process and the thermal effect as illustrated by the results shown in FIG. 8: the measurements proportional to the derivative of the front wave, performed during a translation (FIG. 8a) and the corresponding reconstructed wavefront (FIG. 8b). Such results are obtained even with low power lasers (measurement carried out in continuous laser of 400mW) while the usual measurements are obtained with conventional meters, with pulsed or continuous lasers of several tens of watts.

La rapidité de la détection a également permis de mettre en oeuvre une méthode de séparation temporelle des 2 effets observables à tour de rôle. La durée de la translation qu'il s'agisse d'une translation rectiligne par platine ou plus rapide par miroirs galvanométriques, limite la vitesse d'acquisition de la mesure du front d'onde. Selon un deuxième mode de réalisation, permettant de réduire ce temps d'acquisition, le mesureur comporte plusieurs ensembles microouverture-photodiode (non pourvus de moyens de translation), et est équipé de moyens de séparation du faisceau incident pour qu'il éclaire chaque ensemble. Ces moyens de séparation sont par exemple des optiques diffractives telles qu'utilisées dans les pinces optiques « multipoints ». Selon un troisième mode de réalisation permettant également de réduire ce temps d'acquisition, le mesureur selon l'invention est équipé d'une matrice de micro-lentilles comme dans l'exemple décrit en préambule associée à une matrice de photodiodes à effet latéral avec une photodiode à effet latéral 8 par micro-lentille 1, située à la distance focale de chaque micro-lentille, comme montré figure 9. Le front d'onde 4 (dont seulement une portion est illustrée par la flèche) est alors de nouveau échantillonné.35 Parmi les avantages que présente un mesureur selon l'invention par rapport à un mesureur classique, on peut citer : - amélioration de la sensibilité qui est un facteur limitant pour certaines applications telles que l'ophtalmologie et la physique des lasers, - possibilité de mesurer des fronts d'onde continus sans algorithme de reconstruction, ce qui permet notamment une optimisation de la résolution des images en astronomie, - résolution supérieure, - détection de particules transparentes en atmosphère turbulente, - possibilité d'observer de grandes dynamiques de front d'onde, - optimisation du temps d'acquisition pour certaines configurations de l'invention.The speed of the detection also made it possible to implement a method of temporal separation of the two observable effects in turn. The duration of the translation whether it is a linear translation by platinum or faster by galvanometric mirrors, limits the speed of acquisition of the measurement of the wavefront. According to a second embodiment, making it possible to reduce this acquisition time, the meter comprises several micro-open-photodiode assemblies (not provided with translation means), and is equipped with means for separating the incident beam so that it illuminates each assembly. . These separation means are, for example, diffractive optics as used in "multipoint" optical clips. According to a third embodiment also making it possible to reduce this acquisition time, the meter according to the invention is equipped with a matrix of micro-lenses as in the example described in the preamble associated with a matrix of photodiodes with lateral effect with a microdrill 1 lateral effect photodiode 1 located at the focal length of each microlens, as shown in FIG. 9. The wavefront 4 (only a portion of which is illustrated by the arrow) is then again sampled Among the advantages that a meter according to the invention offers over a conventional meter are: improvement of the sensitivity which is a limiting factor for certain applications such as ophthalmology and laser physics, possibility to measure continuous wave fronts without a reconstruction algorithm, which notably allows an optimization of the resolution of the images in astronomy, - higher resolution, - detection of transparent particles in a turbulent atmosphere, possibility of observing large wavefront dynamics, optimization of the acquisition time for certain configurations of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Method for measuring the wavefront of an incident beam characterized in that it comprises a step of forming an image (5) of at least one elementary surface of the wavefront on a lateral effect photodiode ( 8) through a micro-opening (9) and acquisition by this photodiode of a signal proportional to the position of the barycenter of the image and its intensity.

2. A method of measuring the wavefront according to the preceding claim, characterized in that it comprises the following steps of: - continuous translation of the micro-aperture assembly - side effect photodiode in a plane perpendicular to the axis optical of said set, so as to directly record a continuous measurement of positions, proportional to the derivative of the wavefront, - integration of the signal obtained during the translation to thereby directly obtain the wavefront.

3. Wavefront measurement method according to claim 1, characterized in that images of several elementary surfaces are simultaneously formed on several lateral effect photodiodes, through micro-openings, each lateral effect photodiode simultaneously acquiring said signal.

4. Measurer (100) of the wavefront of an incident beam, having an optical axis zz ', characterized in that it comprises at least one assembly consisting of a micro-aperture (9) associated with a photodiode to side effect (8) located at a distance d from the micro-opening, capable of forming on the lateral effect photodiode (8) an image (5) of an elementary surface of the wavefront (3, 4), the photodiode side effect being adapted to record a signal proportional to the position of the barycentre of this image (5) and its intensity.

5. Measurer (100) of wavefront according to the preceding claim, characterized in that the micro-opening (9) is further equipped with a microlens (1), the lateral effect photodiode (8) associated with said opening being in the focal plane of the microlens.

6. Measurer (100) wavefront according to one of claims 4 or 5, characterized in that it further comprises means for continuous translation of this assembly relative to the incident beam in a plane perpendicular to the optical axis of the meter, so that the side-effect photodiode directly records a continuous measurement proportional to the derivative of the wavefront.

7. Measurer (100) wavefront according to claim 6, characterized in that the translational means comprise translational means (20) of the micro-aperture assembly - photodiode side effect.

8. Measurer (100) of wavefront according to claim 6, characterized in that the translation means comprise deflecting means of the incident beam on the micro-opening - photodiode side effect.

9. Measurer (100) wavefront according to the preceding claim, characterized in that the deflection means comprise two galvanometric mirrors (21, 22) located in the path of the incident beam.

10. A wavefront measuring device (100) according to claim 4, characterized in that it comprises a plurality of micro-aperture-side effect photodiode assemblies or several micro-aperture-microlentile-side effect photodiode assemblies.

11. Measurer (100) wavefront according to claim 4, characterized in that it comprises a matrix of micro-openings associated with a matrix of photodiodes side effect.

12. Measurer (100) wavefront according to the preceding claim, characterized in that the matrix of micro-openings is associated with a matrix of microlenses.