FR3042293B1 - Procede et systeme de caracterisation de fronts d'ondes optiques - Google Patents

Abstract

Procédé de mesure de caractéristiques d'un front d'onde d'un faisceau incident, comportant l'obtention d'un interférogramme associé au faisceau incident traversant un masque de transmission comportant un revêtement anti-réflexion et l'exécution d'une transformation de Fourier sur l'interférogramme pour produire un interférogramme dans le domaine fréquence. Le procédé comporte également la sélection d'un sous-ensemble d'harmoniques de l'interférogramme dans le domaine fréquence, l'exécution d'une transformation de Fourier inverse individuelle sur chacune du sous-ensemble d'harmoniques pour produire un ensemble d'harmoniques de domaine spatial, et l'extraction d'un profil de phase à partir de chacune de l'ensemble d'harmoniques de domaine spatial. Le procédé comporte en outre l'élimination des discontinuités de phase dans le profil de phase, la rotation du profil de phase, et la reconstruction d'un front de phase du front d'onde du faisceau incident.

Description

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE CARACTÉRISATION DE FRONTS D’ONDES OPTIQUES

RENVOI AUX DEMANDES CONNEXES

[0001] La présente demande revendique la priorité de la demande de brevet provisoire américaine n° 62/240 430, déposée le 12 octobre 2015, intitulée "Method and System for Characterizing Optical Wavefronts,".

ÉTAT ANTÉRIEUR DE L'INVENTION

[0002] De nombreuses techniques ont été utilisées pour la détection de fronts d'ondes. De manière générale, les capteurs de fronts d'ondes sont utilisés pour mesurer des aberrations d'un front d'onde optique.

[0003] Bien que diverses techniques aient été utilisées pour mettre en œuvre des capteurs de fronts d'ondes qui mesurent les caractéristiques de fronts d'onde, il existe un besoin dans l’art pour des procédés et systèmes améliorés de détection de fronts d'ondes.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

[0004] Des modes de réalisation de l'invention concernent généralement le domaine de la détection de fronts d'ondes optiques. Plus particulièrement, les procédés et appareils décrits ici portent sur une caractérisation améliorée des fronts d'ondes en utilisant, par exemple, un masque d'amplitude en damier basé sur le principe de l'interférométrie à cisaillement latéral (LSI). Dans un mode de réalisation particulier, des procédés et appareils qui surmontent la limitation de la résolution spatiale associée aux techniques conventionnelles de détection de fronts d'ondes, comme l'interférométrie à cisaillement latéral (LSI), sont fournis.

[0005] Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, un procédé de mesure de caractéristiques d'un front d'onde d'un faisceau incident est fourni. Le procédé comporte l'obtention d'un interférogramme associé au faisceau incident traversant un masque de transmission sur lequel est disposé au moins un revêtement anti-réflexion et l'exécution d'une transformation de Fourier sur l'interférogramme afin de produire un interférogramme dans le domaine fréquence. Le procédé comporte également la sélection d'un sous-ensemble d'harmoniques de l'interférogramme du domaine fréquence, l'exécution d'une transformation de Fourier inverse individuelle sur chacune du sous-ensemble d'harmoniques pour fournir un ensemble d'harmoniques dans le domaine spatial, et l'extraction d'un profil de phase à partir de chacune de l'ensemble des harmoniques du domaine spatial. Le procédé comporte en outre la suppression des discontinuités de phase du profil de phase, la rotation du profil de phase, et la reconstruction d'un front de phase du front d'onde du faisceau incident.

[0006] Conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention, un procédé de détection de front d'onde optique est fourni. Le procédé comporte la fourniture d'un masque de transmission d'amplitude ayant un côté d'entrée de lumière, un côté de sortie de lumière, et un axe de transmission optique allant du côté d'entrée de lumière au côté de sortie de lumière. Le masque de transmission d'amplitude peut être caractérisé par un motif en damier ayant une cellule unitaire carrée de taille Λ. Le procédé comporte également l'orientation d'un champ lumineux incident d'une longueur d'onde λ pour qu'il frappe le côté d'entrée de lumière et la propagation du champ lumineux incident à travers le masque de transmission d'amplitude. Le procédé comporte en outre la production d'une pluralité de champs lumineux diffractés sur le côté de sortie de lumière et la détection, au niveau d'un détecteur disposé à une distance L du masque de transmission d'amplitude, d'un interférogramme associé à la pluralité de champs lumineux diffractés. Pour une longueur Λ2 1 Λ2 1 Λ2 d'onde fixe λ, la distance satisfait 0 < L < —-ou--(2n-1) < L <--(2n +1), où n est 4A 4 λ v ’ 4Γ ’ Λ2 un entier supérieur à zéro. Pour une distance fixe L, la longueur d'onde satisfait 0 < λ < Λ2 Λ2 ou —(2/7-1) <Λ <^-(2/7+1). Les inégalités de distance L ou de longueur d'onde λ signifient ici que soit la distance L, soit la longueur d'onde λ est suffisamment comprise dans la plage spécifiée mais pas trop près des frontières.

[0007] Dans un mode de réalisation, le procédé comporte également la fourniture d'une matrice de miroirs segmentés et la fourniture d'une pluralité de masques de transmission d'amplitude uniquement adjacente à la matrice de miroirs segmentés de telle sorte que chacun des masques de transmission d'amplitude uniquement soit disposé le long d'un raccord de deux segments de miroir adjacents. Dans certains modes de réalisation, les segments de miroir sont hexagonaux.

[0008] Conformément à un mode de réalisation spécifique de la présente invention, un capteur de front d’onde est fourni. Le capteur de front d'onde comporte un masque de transmission d'amplitude uniquement doté d'un ou de plusieurs revêtements anti-réflexion. Le masque de transmission peut être caractérisé par un motif en damier ayant une cellule unitaire carrée de taille Λ. Le capteur de front d'onde comporte également un détecteur disposé à une distance, L, optiquement en aval du masque de transmission d'amplitude uniquement. Dans Λ2 certains modes de réalisation, la distance satisfait 0 < L < — ou 42 -ί^-(2λ7-1) < Z <-^-^-(2« + l), où λ est la longueur d'onde du champ incident et n est un entier positif. Le capteur de front d'onde comporte en outre un ordinateur couplé au détecteur. [0009] Conformément à un mode de réalisation particulier de la présente invention, un capteur de front d'onde est fourni. Le capteur de front d'onde comporte un masque de transmission d'amplitude uniquement présentant une surface d'entrée de lumière et une surface de sortie de lumière. Le masque de transmission d'amplitude uniquement comprend un motif périodique sensiblement bidimensionnel à perturbation aléatoire de la périodicité dans au moins une partie du motif périodique bidimensionnel. Le capteur de front d'onde comporte également un détecteur disposé à une distance, L, optiquement en aval du masque de transmission d'amplitude uniquement et un ordinateur couplé au détecteur.

[0010] Conformément à un autre mode de réalisation particulier de la présente invention, un capteur de front d'onde est fourni. Le capteur de front d'onde comporte un masque de transmission d'amplitude uniquement présentant une surface d'entrée de lumière, une surface de sortie de lumière, et des bords latéraux. Le masque de transmission d'amplitude uniquement est caractérisé par un coin défini par une première distance entre le côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d'un premier bord latéral et une seconde distance entre le côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d'un second bord latéral opposé au premier bord latéral et différente de la première distance. Le capteur de front d'onde comporte également un détecteur disposé à une distance, L, optiquement en aval du masque de transmission d'amplitude uniquement et un ordinateur couplé au détecteur.

[0011] Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, un système de mesure de front d'onde compact et un procédé d'analyse de données sont fournis. Le capteur de front d'onde comporte un masque de transmission d'amplitude uniquement en damier disposé à une distance prédéterminée devant un détecteur. Un front d'onde incident, défini par un front de phase et un profil d'intensité, est diffracté à travers le masque en damier. Une image de l'auto-interférence entre les faisceaux diffractés répliqués est détectée. L'analyse dans le domaine fréquence du motif de diffraction créé par le masque en damier permet l'extraction d'une carte de haute résolution du front d'onde dans le champ incident. Ce processus d'extraction implique une structure dans le domaine de Fourier des termes croisés entre les champs de diffraction diagonaux et d'ordre zéro appartenant au masque en damier. [0012] La présente invention présente de nombreux avantages par rapport aux techniques conventionnelles. Par exemple, des modes de réalisation de la présente invention fournissent des procédés et systèmes qui offrent un appareil physiquement et mathématiquement plus simple en comparaison aux systèmes conventionnels. De plus, des modes de réalisation de la présente invention apportent des améliorations des résultats de mesure, par exemple une résolution spatiale supérieure, une plus grande facilité de fabrication, et une mise à l'échelle possible, par rapport aux systèmes conventionnels. Ces modes de réalisation de l'invention et d'autres ainsi qu'un grand nombre de leurs avantages et caractéristiques sont décrits de manière détaillée conjointement au texte ci-dessous et aux figures annexées.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0013] La figure 1 est un diagramme en perspective illustrant des éléments d'un système de détection de front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0014] La figure 2 est une vue latérale d'éléments d'un système de détection de front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0015] La figure 3A est un diagramme illustrant un masque de Hartmann.

[0016] La figure 3B est un tracé dans le domaine fréquence de l'intensité associée au masque de Hartmann illustré à la figure 3A.

[0017] La figure 4A est un diagramme illustrant un masque de transmission en damier.

[0018] La figure 4B est un tracé d'amplitude dans le domaine fréquence de l'amplitude associée au masque de transmission en damier illustré à la figure 4A.

[0019] La figure 4C est un tracé dans le domaine fréquence de l'intensité associée au masque de transmission en damier illustré à la figure 4A.

[0020] La figure 5A est un diagramme illustrant une cellule unitaire du masque de transmission en damier illustré à la figure 4A.

[0021] La figure 5B est un tracé dans le domaine fréquence associé à un interférogramme mesuré associé au masque de transmission en damier tourné illustré à la figure 4A.

[0022] La figure 6A est un tracé illustrant une mesure de front d'onde réalisée au moyen d'un mode de réalisation de la présente invention.

[0023] La figure 6B est un tracé illustrant une mesure de front d'onde réalisée au moyen d'un capteur de Shack-Hartmann conventionnel.

[0024] La figure 6C est un tracé illustrant la différence entre les tracés des figures 6A et 6B.

[0025] La figure 7 est un diagramme illustrant l'utilisation d'un mode de réalisation de la présente invention dans l'alignement de miroirs segmentés hexagonalement conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0026] La figure 8 est un procédé de mesure d'un front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0027] La figure 9 est un diagramme schématique illustrant un capteur de front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0028] La figure 10A est un tracé illustrant un profil de phase d'une première harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0029] La figure 10B est un tracé illustrant un profil de phase déroulé de la première harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0030] La figure 1.0C est un tracé illustrant un profil de phase tourné de la première harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0031] La figure 11A est un tracé illustrant un profil de phase d'une seconde harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0032] La figure 11B est un tracé illustrant un profil de phase déroulé de la seconde harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0033] La figure 11C est un tracé illustrant un profil de phase tourné de la seconde harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0034] Les figures 12A - 12H illustrent l'application d'une grille perturbée conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0035] La figure 13 est un diagramme schématique simplifié illustrant des éléments d'un système de détection de front d'onde comportant un trou d'aiguille conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0036] La figure 14 est une vue en perspective simplifiée d'éléments d'un masque de transmission comportant un coin conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION SPÉCIFIQUES

[0037] Diverses techniques ont été utilisées pour réaliser une détection de front d'onde. Les interféromètres hétérodynes tels que les schémas de Michelson, Fizeau ou Mach-Zehnder peuvent nécessiter des faisceaux de référence séparés et sont volumineux. Les interféromètres homodynes basés sur l'interférence entre le champ d'origine et ses répliques cisaillées spatialement sont appelés interféromètres à cisaillement latéral. Les capteurs de Hartmann, tests de Ronchi, capteurs de Shack-Hartmann, comme les interféromètres à cisaillement latéral, n'exigent pas de faisceaux de référence en ligne. Les capteurs de Hartmann utilisent une matrice bidimensionnelle de trous dont les dimensions sont bien connues. La projection de l'image des trous plus loin sur un détecteur porte les informations de dérivées spatiales à partir desquelles le front d'onde peut être reconstruit. Les capteurs de Shack-Hartmann améliorent le rapport signal/bruit faible dans le capteur de Hartmann en utilisant un réseau de microlentilles au lieu de trous. La déviation du centroïde de chaque point focal de la microlentille, comme dans les capteurs de Hartmann, contient des informations de pentes spatiales qui peuvent être intégrées pour reconstruire une carte de front d'onde.

[0038] Les capteurs de fronts d'ondes de Shack-Hartmann sont utilisés dans divers domaines, dont l'astronomie, l'ophtalmologie, et la correction par faisceau laser. Toutefois, ces capteurs de fronts d'ondes ont l'inconvénient de ne pas pouvoir mesurer les termes de pistons relatifs provenant des éléments optiques segmentés. Le bruit de fond incohérent est un autre problème avec ce type de capteur puisque la lumière de fond ambiante déforme la détermination centroïde de chaque cellule de microlentilles.

[0039] Une variante à ce type de détection de front d'onde consiste à utiliser la technique de l'interférométrie à cisaillement latéral (LSI), qui n'est pas affectée par la lumière de fond incohérente et peut être utilisée pour détecter des termes de pistons relatifs. Une version d'interféromètre à cisaillement latéral utilise un réseau bidimensionnel amplitude-phase spécial (tel qu'un masque de Hartmann ou de Shack-Hartmann tel qu'illustré à la figure 3A) et est basée sur l'auto-interférence multi-ondes provenant du réseau. Cette approche exige d'utiliser un réseau à la fois de phase et d'amplitude, lequel est relativement cher à fabriquer et difficilement dimensionnable à plus grande échelle.

[0040] La fonction de transmission d'un masque (grille) périodique où Ax, Ay sont des périodes dans les sens x et y peut être écrite sous la forme T(x,y) = Σ exp| i^-mx + i^-ny . m,n V. Λ t Λ ï / Q) où sont les coefficients de Fourier qui représentent exclusivement une structure périodique bidimensionnelle particulière telle qu'une grille ou le masque de Hartmann illustré à la figure 3A. En général, les coefficients de Fourier (cm,„) sont des nombres complexes. Les d'un masque de Hartmann, par exemple, sont distribués à tous les indices de (m,n) comme cela est montré à la figure 3B. Chaque grille à la figure 3B est en unités de période inverse de la cellule de (Shack-)Hartmann.

[0041] Chaque terme dans la sommation à l'équation (1) avec n#0 ou n£0 peut être appelé harmonique ou porteuse et le terme avec m=0 et n=0 peut être appelé terme C. C. Comme n'importe quelle structure périodique unidimensionnelle peut être représentée par la somme d'un terme C. C. et d'une harmonique, la structure périodique bidimensionnelle telle que le masque de Hartmann peut aussi être représentée par la somme d'un terme C.C. et d'une harmonique bidimensionnelle qui a deux fréquences fondamentales dans les sens X et Y, respectivement.

[0042] La propagation du champ électrique sur une distance L à travers une grille ou un masque peut être pareillement représentée sous forme de série de Fourier. Quand le champ électromagnétique est détecté sur un dispositif à couplage de charge après propagation à travers un masque de Hartmann, par exemple, ses coefficients de Fourier sont multipliés par des facteurs de propagation (Amn) conformément à la distance de propagation £ et à la longueur d'onde, et l'intensité intégrée dans le temps (non le champ E) est détectée au niveau du plan de détection. L'expression mathématique sur le détecteur suit une forme du carré absolu de l'expression ci-dessus avec cmn remplacé par cmnAmn : _ 2ni(m—m')x , 2m(n—n')y H(X,y) — Lm,n,m',n' Z I 7 > (2), L /lx où l'astérisque désigne une opération de conjugaison complexe. Les indices de différence (m-m') et (n-n') peuvent être compris graphiquement comme la distance entre les points à la figure 3B. Comme cela est décrit de manière plus détaillée ci-dessous, la représentation de Fourier de l'intensité du champ E, c.-à-d. le module carré du champ d'un masque de Hartmann, présente une structure compliquée. Même le terme de premier ordre correspondant (m-m', n-n') = (1,0) a une somme infinie d'autres harmoniques. L'un de ces ensembles peut être {(m=l, n=0), (m-0, n'=0)} ou {(m=2, n= -3), (m'=l, n - -3)}, etc.

[0043] Comme cela est décrit ici, les modes de réalisation de la présente invention extraient le front d'onde d'après les harmoniques orthogonales dans le domaine fréquence, c.-à-d. les points ouverts ou blancs 407a, 407b, 407c, et 407d à la figure 4C les plus proches de l'origine, par exemple, situés à un angle (p. ex. 45 degrés) des axes x et y. L'utilisation d'un ajustement polynomial sur les pentes du front d'onde récupéré ne produit qu'une carte de relativement basse résolution du front d'onde. Dans certains procédés conventionnels, l'harmonique utilisée dans les procédés d'analyse de Fourier n'est qu'une approximation de premier ordre. Cette approximation empêche d'améliorer davantage la résolution spatiale du front d'onde reconstruit.

[0044] La figure 1 est un diagramme en perspective illustrant des éléments d'un système de détection de front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Relativement à la figure 1, le capteur de front d'onde 100 fourni par des modes de réalisation de la présente invention comporte un nombre d'éléments. Un front d'onde incident 101, présentant un front de phase généralement non plan, est représenté par des lignes ondulées appropriées pour un front d'onde non plan. Le front d'onde 201 traverse le masque de transmission d'amplitude uniquement en damier 102 et est diffractée par celui-ci en un terme d'ordre zéro (flèche 104) et quatre termes diagonaux de premier ordre (flèches 105a, 105b, 106a, et 106b) dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, lesquels peuvent être considérés comme les quatre bords d'une pyramide. Les termes de premier ordre, également appelés ordres diffractés de premier ordre, sont illustrés à la figure 1 par deux flèches reposant sur les bords diagonaux (flèches 105a et 105b) et deux flèches reposant sur les bords anti-diagonaux (flèches 106a et 106b). Ainsi, une diffraction bidimensionnelle est illustrée à la figure 1.

[0045] Dans certaines mises en œuvre, le masque en damier est un masque d'amplitude uniquement, fabriqué, par exemple, en appliquant un motif sur une couche de chrome déposée sur un substrat en silice fondue ou autre substrat convenable. Dans ces mises en œuvre, l'impact de la phase de la lumière traversant le substrat sur lequel le motif est formé est négligeable. Pour une plus grande clarté, les termes de diffraction d'ordre supérieur ne sont pas montrés à la figure 1. Le faisceau diffracté d'ordre zéro 104 et les faisceaux diffractés de premier ordre 105a/105b et 106a/106b interfèrent ensemble à une distance prédéterminée du masque 102 et forment un interférogramme 108 au niveau d'un plan de détecteur 110 d'un dispositif d'imagerie 112, lequel peut correspondre au plan d'imagerie d'un détecteur, tel qu'une caméra à dispositif à couplage de charge (CCD).

[0046] La figure 2 est une vue latérale d'éléments d'un système de détection de front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Le système de détection de front d'onde illustré à la figure 2 correspond au système de détection de front d'onde illustré à la figure 1, mais présenté dans une seule dimension. On réalisera qu'un diagramme analogue pourrait être préparé pour le sens orthogonal. Comme cela est exposé ci-dessus, pour raisons de clarté des figures 1 et 2, le fonctionnement optique du capteur de front d'onde est illustré en considérant uniquement les termes de diffraction d'ordre zéro et de premier ordre (deux ordres diffractés dans chacun des sens x et y). La diffraction du front d’onde 101 à travers le masque en damier 102 peut être considérée (dans une seule dimension) comme la propagation du faisceau diffracté d'ordre zéro 204 et de deux faisceaux diffractés de premier ordre (205a et 205b). Le faisceau d'ordre zéro 204 se propage dans le même sens que le faisceau incident. Ces faisceaux diffractés (204/205a/205b) correspondent aux ordres diffractés (104/105a/105b) exposés relativement à la figure 1.

[0047] Les faisceaux de premier ordre 205a et 205b se propagent à un angle par rapport au terme d'ordre zéro. Immédiatement après le masque d'amplitude uniquement en damier 102, les trois champs sont superposés. A une distance L, ils se séparent les uns des autres car ils se propagent dans des sens différents. Ces faisceaux séparés latéralement, se propageant à un angle les uns par rapport aux autres, interfèrent ensemble pour former un interférogramme 108 au niveau du plan de détecteur 110 du dispositif d'imagerie 112, au niveau duquel un dispositif à couplage de charge ou autre détecteur convenable peut être placé. L'image unidimensionnelle de l'interférogramme illustrée à la figure 2 peut être représentée de manière analogue par un signal radio FM dans deux dimensions dans lequel la fréquence de modulation est variée localement. Autrement dit, le motif d'interférence est un résultat de la fréquence locale qui est modulée en fonction des caractéristiques du front d'onde entrant. Comme cela est décrit ici, des modes de réalisation de la présente invention analysent le décalage de fréquence local dans deux dimensions pour extraire les informations de phase associées au front d'onde entrant 101.

[0048] La figure 3A est un diagramme illustrant un masque de Hartmann présentant des ouvertures carrées/rectangulaires disposées en matrice sur un fond sombre. Des ouvertures arrondies peuvent aussi être utilisées. Dans certaines mises en œuvre, ce masque est appelé masque de Shack-Hartmann. La figure 3B est un tracé dans le domaine fréquence de l'intensité associée au masque de Hartmann 302 illustré à la figure 3A. Comme cela est illustré à la figure 3B, la distribution du champ diffracté ou de l'harmonique 301 dans le domaine fréquence est périodique dans le domaine de fréquence spatiale comme il convient pour le masque de Hartmann (ou de Shack-Hartmann) illustré à la figure 3A. Une transformation de Fourier du masque de Hartmann illustré à la figure 3A produit les harmoniques existant aux fréquences illustrées à la figure 3B.

[0049] La figure 4A est un diagramme illustrant un masque de transmission en damier. Comme cela est illustré à la figure 4A, dans certains modes de réalisation, un masque de transmission d'amplitude uniquement est utilisé comme élément du capteur de front d'onde.

[0050] La figure 4B est un tracé d'amplitude dans le domaine fréquence (c.-à-d. relatif au champ électrique) associé au masque de transmission en damier illustré à la figure 4A. Dans le domaine fréquence, la transformation de Fourier du masque de transmission d'amplitude uniquement produit des pics d'amplitude 404 à des valeurs de fréquence associées à la périodicité du masque. En particulier, les harmoniques 405a et 405b sont les harmoniques les plus proches de l'origine 402.

[0051] Comme cela est illustré à la figure 4B en comparaison à la figure 3B, le masque en damier a moins de composantes de fréquence spatiale dans le domaine de fréquence spatiale que celles associées au masque de Hartmann. En conséquence, comme cela est illustré à la figure 4B, dans le domaine fréquence, un nombre des multiples des composantes de fréquence fondamentale est absent dans le domaine fréquence, produisant un tracé moins dense dans le domaine fréquence.

[0052] La figure 4C est un tracé dans le domaine fréquence de l'intensité associée au masque de transmission en damier illustré à la figure 4A. Comme l'intensité est proportionnelle au carré de l'amplitude (p. ex. module au carré), la distribution d'intensité est périodique, comme le tracé d'amplitude dans le domaine fréquence à la figure 4B. A la figure 4C, les harmoniques en 407a, 407b, 407c, et 407d sont mises en évidence par un cercle ouvert. La différence de nuançage sur cette figure sert uniquement à représenter le fait que les harmoniques 407a - 407d sont d'un intérêt particulier pour l'analyse. En particulier, pour générer l'harmonique 407a, trois valeurs suffisent, ce qui simplifie grandement l'analyse : l'origine en 402, l'harmonique 405a dans le premier quart le plus proche de l'origine, et l'harmonique 405c dans le troisième quart le plus proche de l'origine. De la même façon, pour générer l'harmonique 407b, trois valeurs suffisent : l'origine 402, l'harmonique 405b dans le i premier quart le plus proche de l'origine, et l'harmonique 405d dans le troisième quart le plus proche de l'origine.

[0053] Comme exposé plus haut, T(x, y) est la fonction de transmission d'un masque périodique et Λχ, Λγ sont les périodes dans les sens x et y. Une structure périodique bidimensionnelle peut être représentée de manière unique par ses coefficients de Fourier cm n ) tels qu'exprimés à l'équation (1). Contrairement à la distribution dense des coefficients de

Fourier (301 comme cela est montré à la figure 3B) pour un masque de Hartmann conventionnel (302 comme cela est montré à la figure 3A) ou pour une matrice de lentilles de Shack-Hartmann conventionnelle, les coefficients de Fourier cm n 404, appartenant à un motif de damier d'amplitude uniquement 102 comme cela est montré à la figure 4A, sont tous zéro > aux indices pairs sauf en (0,0). Les termes non nuis sont montrés sous forme de pics d'amplitude dans le domaine fréquence 404 à la figure 4B.

[0054] Relativement en outre à l'équation (2) ci-dessus, les indices de différence (m-m’) et (n-n’) peuvent être compris graphiquement comme la distance entre les pics 404 à la figure 4B et les points 301 à la figure 3B. Pour un masque d'amplitude uniquement en damier 102, ) les indices de différence ont des termes non nuis uniquement en (m-m’, n-n’) = {(0,0), (1,1), (1,-1), (-1,1), (-1,-1), (2,0), (2,2), (0,2), (-2,2), (-2,0), (-2,-2), (0,-2), .... }. Les emplacements des termes non nuis sont montrés à la figure 4C. Le terme (m-m’, n-n’) = (0,0) provient de multitudes d'ensembles tels que {(m=0, n=0), (m’=0, n’=0)} ou {(m=l, n=-2), (m’=l, n’=-2)}. Un nombre infini d'ensembles contribue au terme (m-m’, n-n’) = (0,0), mais dans la 5 pratique le nombre réel de termes est limité en raison des éléments optiques physiques.

[0055] En revanche, le terme correspondant à (m-m’, n-n’) = (1,1) provient de deux termes uniquement, à savoir, {(m=l, n=l), (m’=0, n’=0)} et {(m=0, n=0), (m’=-l, n’=-l)}. Ceci correspond au pic 407a dans le premier quart de la figure 4C. De la même façon, les autres pics 407b, 407, et 407d correspondent à (m-m’, n-n’) = (-1,1) ou (-1,-1) ou (1,-1) et tous ces ) termes impliquent chacun la somme de deux termes uniquement. Les autres termes d'ordre supérieur impliquent plus de deux termes. La représentation de Fourier de l'intensité du champ, à savoir, le module au carré du champ pour un masque de Hartmann, n'a pas de structure si simple. Même le terme de premier ordre correspondant (m-m’, n-n’) = (1,0) a une somme infinie d'autres harmoniques. L'un de ces ensembles peut être {(m=l, n=0), (m’=0, n’=0)} ou {(m=2, n= -3), (m’=l, n’= -3)}, etc. La simplicité du nombre de champs interagissant dans les termes d'intensité diagonaux mesurés à travers le masque d'amplitude uniquement en damier (pics 407a - 407d à la figure 4C) apporte les avantages réalisables par la présente invention.

[0056] La transformée de Fourier de l'interférogramme mesuré présente des pics aux emplacements montrés à la figure 4C. Comme cela est décrit de manière plus détaillée ci-dessous, des modes de réalisation de la présente invention utilisent les termes diagonaux (pics i 407a -407d à la figure 4C). L'intensité (c.-à-d. la grandeur au carré) du champ incident est 1 =|(Ν4η^Ι+ΙημΙ+Ιη-«Ι) <3> [0057] La phase de ces termes après une transformation de Fourier inverse comporte des informations de différence de phase du front d'onde incident dans les sens x et y. Celles-ci peuvent être exprimées sous la forme

d A = + ax&amp;H\,-\ -arg^-i-i) Aç9 = -—L-iarg/Zy +arg//_u -arg//, , -arg//_, dy 4/tZ, 0), où φ est le front de phase incident en unités de radians et "arg" désigne l'opération d'utilisation de la phase d'un nombre complexe. H(±l, ±1) sont les termes diagonaux après transformation de Fourier inverse tels que montrés par les pics 407a - 407d à la figure 4C. La phase peut être reconstruite en intégrant les dérivées dans l'équation (4) comme cela est décrit l de manière plus détaillée ci-dessous. Le processus décrit jusqu'à maintenant ne peut pas résoudre la carte de front d'onde au-delà de la limite de résolution spatiale de cisaillement (^) imposée par les mécanismes conventionnels de l'interférométrie à cisaillement latéral.

[0058] Certains des modes de réalisation de la présente invention améliorent la résolution du front d'onde par optimisation point par point comme suit : i [0059] Comme cela est décrit relativement aux figures 4A - 4C, chaque terme diagonal de l'interférogramme du masque d'amplitude uniquement en damier est composé de la somme de seulement deux termes : H(1,1) ~ E(1,1)E(O,O)* + E(O,O)E(-1,-1)* H(-l,l) ~ E(-1,1)E(O,O)* + E(O,O)E(1,-1)* H(-l,-l) ~ E(-1,-1)E(O,O)* + E(O,O)E(1,1)* H(l,-1) ~ E(1,-1)E(O,O)* + E(O,O)E(-1,1)*. (5) où E(n,m) représente des harmoniques de champ électrique montrés à la figure 4B (405a~d) et l'astérisque désigne une opération de conjugaison complexe.

[0060] Comme ces termes harmoniques sont théoriquement fonction de l'amplitude et de la phase du champ électromagnétique incident, une comparaison directe entre les harmoniques mesurées et les harmoniques estimées est possible. Plus spécifiquement, il est possible d'optimiser point par point les valeurs d'amplitude et de phase en minimisant la métrique d'erreur définie par min,M ff Ψ) - HSX^^fdxdy. (6) [0061] La valeur de départ des cartes d'amplitude et de phase est donnée par la première étape de réduction [équations (3-4)]. L'optimisation point par point passe de la carte de front d'onde de basse résolution obtenue à la première étape à l'estimation d'une carte de résolution supérieure en faisant concorder directement l'expression mathématique plus exacte de la quantité mesurée donnée. Dans la pratique, uniquement les harmoniques pairées non diagonalement sont utilisées car arg Hij = - arg H.]ri, et arg H_ii = - arg Η1;.ι d'après le théorème de transformation de Fourier d'une fonction réelle. En conséquence, dans certains modes de réalisation cette simplification réduit de quatre à deux le nombre d'harmoniques à prendre en charge. Le processus d'optimisation point par point utilisé ici fournit une carte de phase de résolution supérieure au procédé zonal de premier ordre représenté par l'équation (4) et d'autres procédés de reconstruction de phase modaux.

[0062] La figure 5A est un diagramme illustrant une cellule unitaire du masque de transmission en damier illustré à la figure 4A. Comme cela est illustré à la figure 5A, un masque de transmission d'amplitude uniquement en damier peut être fabriqué en gravant une couche de chrome sur un substrat de silice fondue de 19,1 mm de diamètre. Comme l'homme de métier le réalisera, d'autres couches de faible transmission sur d'autres substrats peuvent être utilisées comme il convient pour la mise en œuvre particulière. La dimension de la cellule unitaire comme cela est montré à la figure 5A est de 60 pm carrés (c.-à-d. Ax = Ay = Λ = 60 μιη), bien que d'autres dimensions puissent être utilisées, par exemple, jusqu'à environ 10 fois la taille de pixel du détecteur utilisé pour détecter l'interférogramme. De plus, des cellules unitaires utilisant des formes rectangulaires (c.-à-d. Ax et Ay), circulaires, et d'autres formes sont incluses dans l'étendue de la présente invention. Dans un mode de réalisation, le masque à motif appliqué a été monté directement devant une caméra CCD de 12 bits.

[0063] La figure 5B est un tracé dans le domaine fréquence associé à un interférogramme mesuré associé au masque de transmission en damier tourné illustré à la figure 4A/figure 5A. Une transformation de Fourier a été exécuté sur l'interférogramme 108 obtenu au moyen du masque de transmission en damier et l'interférogramme dans le domaine de Fourier, également appelé interférogramme dans le domaine fréquence, est montré à la figure 5B. Comme on l'a indiqué durant la mesure le masque a été tourné par rapport aux axes CCD, faisant que les pics dans la mesure ne s'alignent pas avec les axes x et y. Relativement aux figures 4C et 5B, l'harmonique 407a correspond à Hij, l'harmonique 407b correspond à H_ij, l'harmonique 407c correspond à et l'harmonique 407d correspond à Hi _i.

[0064] A la figure 5B, les axes de fréquence spatiale sont divisés par fréquence unitaire Ko,X[y] = 2π/ΛΧ[Υ]. L'échelle est compressée pour mettre en évidence les détails des structures d'ailes des lobes secondaires. En utilisant les modes de réalisation de la présente invention, il est inutile d'aligner soigneusement le masque parallèlement aux axes CCD puisque l'angle de rotation peut être calculé par, par exemple, le centroïde de Η14. Les pentes sont ensuite tournées dans les axes CCD en utilisant l'angle décrit relativement à la figure 8. Durant l'opération, les points apparaissant à des emplacements non attendus peuvent être attribués à des réflexions secondaires dans le système.

[0065] Comme cela est décrit de manière plus détaillée ci-dessous, la fréquence des harmoniques, par exemple, l'harmonique Ηι,ι sera fonction de la fréquence porteuse du masque et d'un petit changement de fréquence résultant de la phase non uniforme dans le front d'onde incident. Pour un front d'onde à front de phase uniforme, chacune des harmoniques Hij, H_ij, et Hj .i serait représentée par un profil de fréquence semblable à une fonction sync, une fonction Airy, ou assimilée en fonction de la forme spatiale et de l'étendue finie du front d'onde incident. Au fur et à mesure que le front d'onde varie par rapport à un front de phase uniforme, le contenu fréquentiel des harmoniques deviendra flou suite à la modulation locale. La mesure et l'analyse de ce flou sont ensuite utilisées pour déterminer les caractéristiques du front d'onde incident.

[0066] L'interférogramme dans le domaine de Fourier à la figure 5B montre de faibles lignes sombres entre les lobes secondaires. Pour faciliter l'identification de ces lignes, celles-ci sont recouvertes de deux lignes blanches en pointillés. Ces lignes sont causées par l'interférence destructrice au quart de la distance de Talbot, appelées ici lignes de Talbot. 5 Dans certains modes de réalisation, il est avantageux de régler la distance L entre le masque et le détecteur optiquement en aval du masque de telle sorte que le nombre de lignes de Talbot soit minimisé et que leur emplacement soit centré entre l'origine et les //±i,±i pics pour maximiser la largeur de bande spatiale. Dans les données montrées à la figure 5B, on peut voir deux lignes de Talbot. La distance entre l'origine et la ligne de Talbot la plus proche peut ) être calculée sous la forme Kl = πΛ/(2)Ι 2/Σ. L peut être estimée approximativement au moyen de KL ou peut être déterminé plus précisément en utilisant une source d'étalonnage de front d'onde connue.

[0067] Les inventeurs ont déterminé que le positionnement du détecteur par rapport au , A2 3Λ2 5A2 7Λ2 J . . · masque a une distance L - —,-,-,-,... produit une mterierence destructrice entre 42 42 42 42 5 les faisceaux diffractés d'ordre zéro et de premier ordre. En conséquence à ces distances la visibilité des franges est très basse. Ainsi, pour améliorer la performance, les multiples entiers impairs de Λ2/4λ peuvent être évités en positionnant le masque et le détecteur de telle sorte A2 1 A2 1 A2 que la distance entre eux soit conforme à 0 < L < —- ou —— f 2λζ—l) <L <—— (2« + l), où λ 4 42 4 2 V 7 4 2 v ' est la longueur d'onde du champ incident et n est un entier positif (1, 2, 3, ...). Dans certains ) modes de réalisation, L est réglée à une distance comprise dans une plage de valeurs entre les distances auxquelles survient l'interférence destructrice. L'homme de métier pourra envisager de nombreuses variations, modifications, et variantes.

[0068] Ainsi que l'homme de métier le réalisera, L n'est pas fixe pour une longueur d'onde donnée mais peut être définie par une gamme. Une L fixe peut être utilisée pour une large 5 gamme de longueurs d'onde, L satisfaisant les conditions d'inégalité, ou autrement dit, L est une distance prédéterminée par rapport aux distances associées à l'interférence destructrice.

[0069] A titre d'exemple, pour une lumière incidente dans la gamme de longueurs d’onde de 10 nm à 2000 nm, y compris les spectres des rayons X mous, de l'ultraviolet, visible et de l'infrarouge proche, L est typiquement comprise dans la gamme de 0,5 mm < L < 10 mm. 3 Bien que certains des modes de réalisation soient décrits relativement à des longueurs d'onde optiques, les modes de réalisation de la présente invention ne se limitent pas aux applications optiques et d'autres régions de longueurs d'onde, y compris, micro-ondes, sont incluses dans l'étendue de la présente invention.

[0070] La figure 6A est un tracé illustrant une mesure de front d'onde réalisée au moyen d'un mode de réalisation de la présente invention. La figure 6B est un tracé illustrant une mesure de front d'onde réalisée au moyen d'un capteur de Shack-Hartmann conventionnel. La figure 6C est un tracé illustrant la différence entre les tracés des figures 6A et 6B. Relativement aux figures 6A et 6B, un front d'onde aléatoire a été généré par un modulateur de lumière spatiale et les fronts d'onde reconstruits ont été mesurés en utilisant un mode de réalisation de la présente invention (figure 6A) et un capteur de Shack-Hartmann (figure 6B). Comme cela est illustré à la figure 6C, la différence des fronts de phase entre les deux cartes de front d'onde est de 0,19 onde de pic à vallée et 0,003 onde en valeur efficace (rms) à une longueur d'onde de 1,053 pm, ce qui démontre que les modes de réalisation de la présente invention produisent des performances comparables à celles des capteurs de Shack-Hartmann.

[0071] La figure 7 est un diagramme illustrant l'utilisation d'un mode de réalisation de la présente invention pour aligner des miroirs segmentés hexagonalement conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Les miroirs segmentés hexagonalement sont souvent utilisés dans les grands télescopes astronomiques. Trois régions du masque de transmission en damier sont imprimées sur un même substrat. L'orientation et l'emplacement de ces régions sont conçus de telle sorte qu'elles chevauchent les frontières ou raccords des segments de miroirs hexagonaux dans l'image des miroirs hexagonaux. Relativement à la figure 7, un masque 701 pourrait inclure (trois) motifs de damier d'amplitude uniquement 102a, 102b, et 102c orientés dans différents sens sur une même plaque. Les hexagones en pointillés 705 représentent des miroirs sphériques hexagonaux segmentés. En général, le front d'onde réfléchi par ces surfaces segmentées n'est pas continu en raison des différences de pistons entre les segments hexagonaux. L'interférence causée par chaque motif pourrait être utilisée pour cophaser les trois miroirs. L'homme de métier pourra envisager de nombreuses variations, modifications et variantes.

[0072] La figure 8 est un procédé de mesure d'un front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Comme cela est décrit ci-après, le procédé peut être utilisé pour calculer un profil de front de phase d'un faisceau incident. Le procédé 800 comporte l'obtention d'un interférogramme associé à un faisceau incident, caractérisé par un front d'onde passant par un masque de transmission (810). Le masque de transmission peut être un masque de transmission en damier, par exemple un masque de transmission d'amplitude uniquement. L'interférogramme peut être représenté par l’intensité proportionnelle à la valeur calculée à l'équation (2). i [0073] Un exemple d'interférogramme est illustré par l'interférogramme 108 aux figures 1 et 2. Le procédé comporte également la transformation de Fourier de l'interférogramme pour produire un interférogramme dans le domaine fréquence (812). Relativement à la figure 5B, le tracé dans le domaine fréquence associé à un interférogramme mesuré associé au masque de transmission en damier est un exemple d'interférogramme dans le domaine fréquence. ) [0074] Comme cela est illustré à la figure 5B, l'interférogramme dans le domaine fréquence comporte un nombre d'harmoniques. Le procédé comporte la sélection d'un sous-ensemble d'harmoniques de l'interférogramme dans le domaine fréquence (814) et l'exécution d'une transformation de Fourier inverse individuelle sur chacune du sous-ensemble d'harmoniques pour produire un ensemble d'harmoniques de domaine spatial (816). Durant le processus de i sélection, le sous-ensemble d'harmoniques peut être écrêté pour supprimer les contributions des harmoniques d'ordre supérieur et réduire le nombre d'échantillons en vue d'un traitement plus rapide. Relativement à la figure 5B, les harmoniques Ηι,ι, H_i,i, et Ηι,.ι sont entourées pour illustrer l'écrêtage des harmoniques dans le domaine fréquence. Dans un mode de réalisation, le sous-ensemble d'harmoniques comporte les harmoniques les plus proches de ) l'origine dans chaque quart (p. ex. H],i, H.i,i, Η-ι,-i, et Ηι,.ι). Dans un autre mode de réalisation, le sous-ensemble d'harmoniques consiste en les harmoniques les plus proches de l'origine dans deux quarts adjacents (soit H i ,i et H_u, soit H_i _i et Hι,.ι). Dans certains modes de réalisation, l’interférogramme dans le domaine fréquence est représenté par une matrice et des matrices plus petites centrées sur les harmoniques sont utilisées pour exécuter la fonction 5 d'écrêtage. L'homme de métier pourra envisager de nombreuses variations, modifications et variantes.

[0075] Après la sélection et l'écrêtage des harmoniques, un ensemble sous-échantillonné d'harmoniques peut être utilisé dans l'exécution de la transformation de Fourier inverse. Ainsi que l'homme de métier le réalisera, le centrage des harmoniques durant le processus ) d'écrêtage élimine la fréquence porteuse, produisant des harmoniques sous-échantillonnées dans le domaine spatial, appelées harmoniques de domaine spatial, suite à la transformation de Fourier inverse. Le résultat peut être considéré comme une matrice de valeurs complexes relatives à l'amplitude et la phase du front d'onde incident.

[0076] Le procédé comporte en outre l'extraction d'un profil de phase à partir de chacune de l'ensemble d'harmoniques de domaine spatial (818). Pour chaque harmonique, le profil de phase représente une combinaison linéaire des pentes de la phase dans les sens x et y mentionnés relativement à l'équation (4), plus particulièrement l'inversion de l'équation (4). La figure 10A est un tracé illustrant un profil de phase enroulé d'une première harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La figure 10B est un tracé illustrant un profil de phase déroulé de la première harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La figure 10C est un tracé illustrant un profil de phase tourné de la première harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

[0077] Comme cela est illustré à la figure 10A, la pente de la phase de l’harmonique Ηι,ι est illustrée dans le sens x et le sens y. En guise de référence, on se référera à l'harmonique 407a à la figure 4C et à l'harmonique H;j à la figure 5B. La discontinuité (c.-à-d. le décalage de 2π) de la pente est illustrée par la transition entre le noir et le blanc dans la moitié supérieure gauche du tracé. Le procédé comporte la suppression des discontinuités de phase dans le profil de phase (820) et la rotation du profil de phase (822). Relativement à la figure 10B, la discontinuité de phase dans la partie supérieure gauche du tracé a été supprimée durant le processus de déroulement si bien que le profil de phase est continu par-dessus le tracé. En supprimant ces discontinuités de phase, des modes de réalisation de la présente invention permettent aux modes de réalisation de la présente invention de mesurer des fronts de phase caractérisés par de grandes variations de phase sur le front d'onde, par opposition aux approches qui n'utilisent pas le processus de déroulement de phase, qui ne permettent pas de mesurer de grandes variations de front de phase et qui sont limitées à de petites variations de celui-ci.

[0078] La figure 10C illustre le cas spécial d'un front d'onde d'entrée quadratique. Le profil de phase, c.-à-d. la pente du front d'onde d'entrée après rotation est dans un seul sens. Comme cela est illustré à la figure 10C, la phase varie dans le sens x mais est constante dans le sens y pour Hi j. De la même façon, à la figure 1 IC, la phase varie dans le sens y, mais est constante dans le sens x pour La rotation du profil de phase simplifie l'alignement du système puisque la rotation du masque de transmission par rapport au détecteur peut être éliminée par le système.

[0079] La figure 11A est un tracé illustrant un profil de phase d'une seconde harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention. En guise de référence, on se i référera à l'harmonique 407b à la figure 4C et à l'harmonique H-ij à la figure 5B. La figure 11B est un tracé illustrant un profil de phase déroulé de la seconde harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La figure 11C est un tracé illustrant un profil de phase tourné de la seconde harmonique conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Aux figures 11A - 11C, l'harmonique utilisée est i l'harmonique H_] j. La discontinuité de phase dans la partie supérieure droite de la figure 11A est supprimée en déroulant le profil de phase pour produire le tracé de la figure 11 B. La rotation du profil de phase produit le profil de phase à la figure 11C qui varie uniquement dans le sens y. On notera que les rampes dans les profils de phase de H],i et H-u sont orthogonales les unes par rapport aux autres. ! [0080] Les quantités représentées par les figures 10B et 1 IB sont les pentes de front d'onde vues dans le système de coordonnées du masque en damier et les quantités représentées par les figures 10C et 11C sont vues dans le système de coordonnées du détecteur. Les quantités représentées par les figures 10C et 11C sont les résultats de la transformation linéaire des quantités représentées par les figures 10B et 1 IB. ) [0081] Les profils de phase des harmoniques sont utilisés pour calculer les dérivées x et y du profil de front de phase du faisceau incident. A partir de ces dérivées, le profil de front de phase est reconstruit en intégrant les profils de phase tournés (822). Dans des modes de réalisation, la reconstruction du profil de front de phase comporte l'exécution d'une intégration bidimensionnelle des profils de phases associés à chacune de l'ensemble des i harmoniques de domaine spatial.

[0082] Dans certains modes de réalisation, le procédé comporte le calcul du profil d'intensité associé au faisceau incident. Dans ces modes de réalisation, le procédé comporte la mesure d'une amplitude associée aux harmoniques de domaine spatial et le calcul d'un profil d'intensité associé au faisceau incident. L'amplitude associée aux harmoniques de domaine ) spatial est calculée à partir de la valeur absolue de la matrice de valeurs complexes et l'intensité est fonction du carré des valeurs d'amplitude des harmoniques comme cela est illustré à l'équation (3). En fournissant le profil d'intensité du front d’onde incident, les modes de réalisation de la présente invention fournissent des données qui ne sont généralement pas disponibles en utilisant des capteurs de fronts d'ondes conventionnels, lesquels ne fournissent qu'un profil d'intensité de faible résolution et nécessitent une caméra supplémentaire pour produire des données d'intensité de haute résolution.

[0083] On réalisera que les étapes spécifiques illustrées à la figure 8 fournissent un procédé particulier de mesure d'un front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention. D'autres séquences d'étapes peuvent aussi être exécutées conformément à d'autres modes de réalisation. Par exemple, des variantes de modes de réalisation de la présente invention peuvent exécuter les étapes présentées ci-dessus dans un ordre différent. De plus, les étapes individuelles illustrées à la figure 8 peuvent inclure de multiples sous-étapes pouvant être exécutées dans diverses séquences appropriées selon l'étape individuelle. De surcroît, des étapes supplémentaires peuvent être ajoutées ou supprimées en fonction des applications particulières. L'homme de métier pourra envisager de nombreuses variations, modifications et variantes.

[0084] La figure 9 est un diagramme schématique illustrant un capteur de front d'onde conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Le capteur de front d'onde comporte un masque de transmission 910 frappé par un faisceau incident. Le faisceau incident est caractérisé par un front d'onde défini par un profil d'intensité et un profil de front de phase. Le faisceau incident est diffracté lors de son passage à travers le masque de transmission 910 et frappe un dispositif d'imagerie 912, tel qu'une caméra CCD. L'interférogramme produit par la lumière diffractée à travers le masque de transmission est mesuré au moyen du dispositif d'imagerie. L'ordinateur 950 reçoit l'interférogramme et calcule le front d'onde du faisceau incident, y compris le profil de front de phase et/ou le profil d'intensité.

[0085] L'ordinateur 950 comporte un processeur 952, également appelé processeur de données, un dispositif de mémorisation 954, et un dispositif d'entrée/sortie 956. Le processeur 952 représente une unité centrale de traitement de n'importe quel type d'architecture, telle que CISC (Complex Instruction Set Computing), RISC (Reduced Instruction Set Computing), VLIW (Very Long Instruction Word), ou une architecture hybride, bien que n'importe quel processeur approprié puisse être utilisé. Le processeur 952 exécute les instructions et comporte la partie de l'ordinateur 950 qui commande le fonctionnement de l'ensemble de l'ordinateur. Bien que cela ne soit pas illustré à la figure 9, le processeur 952 comporte généralement une unité de commande qui organise les données et la mémorisation du programme et transfère les données et autres informations entre les diverses parties de l'ordinateur 950. Le processeur 952 reçoit des données d'entrée depuis le module d'entrée/sortie 956, lit et mémorise le code et les données dans le dispositif de mémorisation 954 et présente les données au module d'entrée/sortie 956 et à l'interface utilisateur 958.

[0086] Bien que l'ordinateur 950 soit illustré comme ne contenant qu'un seul processeur 952, le mode de réalisation divulgué s'applique également aux ordinateurs pouvant avoir de multiples processeurs et aux ordinateurs pouvant avoir de multiples bus, certains ou tous exécutant des fonctions différentes de différentes façons.

[0087] Le dispositif de mémorisation 954 représente un ou plusieurs mécanismes de mémorisation de données. Par exemple, le dispositif de mémorisation 954 peut inclure une mémoire Nuage, une mémoire morte (ROM), une mémoire vive (RAM), un support de mémorisation sur disque magnétique, un support de mémorisation optique, des dispositifs de mémoire flash, et/ou d'autres supports lisibles par machine. Dans d'autres modes de réalisation, n'importe quel type approprié de dispositif de mémorisation peut être utilisé. Bien qu'un seul dispositif de mémorisation 954 soit montré, de multiples dispositifs de mémorisation et de multiples types de dispositifs de mémorisation peuvent être installés. En outre, bien que l'ordinateur 950 soit illustré comme contenant le dispositif de mémorisation 954, il peut être distribué sur d'autres ordinateurs, par exemple sur un serveur ou autrement dans le Nuage.

[0088] Le dispositif de mémorisation 954 comporte un contrôleur (non montré à la figure 9) et des éléments de données. Le contrôleur comporte des instructions pouvant être exécutées sur le processeur 952 pour mettre en œuvre les procédés décrits de manière plus complète dans l'ensemble de la présente spécification, dont les transformations de Fourier, les transformations de Fourier inverses, l'intégration des profils de phases, et assimilés. Dans un autre mode de réalisation, une partie ou la totalité des fonctions est exécutée par matériel plutôt que par un système à base de processeur. Dans un mode de réalisation, le contrôleur est un navigateur Web mais dans d'autres modes de réalisation le contrôleur peut être un système à base de données, un système de fichiers, un système de courrier électronique, un gestionnaire de supports, un gestionnaire d'images, ou peut inclure n'importe quelle fonction pouvant accéder aux éléments de données. Bien sûr, le dispositif de mémorisation 954 peut également contenir un logiciel et des données supplémentaires (non montrés), qui ne sont pas nécessaires pour comprendre l'invention.

[0089] Les modes de réalisation décrits ici peuvent être mis en œuvre dans un environnement d'exploitation comprenant un logiciel installé sur n'importe quel dispositif programmable, dans un matériel, ou dans une combinaison de logiciel et de matériel. Bien que les modes de réalisation aient été décrits en référence à un exemple spécifique des modes de réalisation, il sera évident que divers modifications et changements peuvent être apportés à ces modes de réalisation sans s'écarter de l'étendue plus large de l'invention. En conséquence, la spécification et les dessins doivent être compris dans un sens illustratif plutôt que restrictif. [0090] Tel qu'il pourrait être utilisé ici aux fins de la présente divulgation, le terme "environ" signifie la grandeur de la quantité spécifiée plus/moins une fraction de celle-ci qu'un homme de métier réalisera comme étant caractéristique et raisonnable pour cette quantité mesure particulière ; p. ex. "dans lequel Ax et Ay sont environ 10 fois plus grands qu'une taille de pixel d'un détecteur utilisé pour détecter l'interférogramme" pourrait signifier "dans lequel Ax = Ay est égal à environ 60 + 8 pm pour une puce CCD à pixel de 6,45 pm". De la même façon, le terme "sensiblement" signifie le plus proche ou semblable possible du terme spécifié modifié que l'homme de métier le jugera caractéristique et raisonnable ; par exemple, dans des tolérances caractéristiques de fabrication et/ou de montage, par opposition à une différence intentionnelle par conception et mise en œuvre.

[0091] On réalisera que toutes les combinaisons des concepts ci-dessus et de concepts supplémentaires exposés ici (à condition que ces concepts ne soient pas mutuellement incohérents) sont envisagées comme faisant partie du sujet de l'invention exposé ici. En particulier, toutes les combinaisons du sujet revendiqué apparaissant à la fin de la présente divulgation sont envisagées comme faisant partie du sujet de l'invention divulgué ici. On réalisera également que la terminologie explicitement employée ici et pouvant apparaître dans n'importe quelle divulgation doit être entendue comme ayant un sens plus cohérent avec les concepts particuliers divulgués ici.

[0092] Conformément à des modes de réalisation de la présente invention, le masque en damier est un masque de chrome sur un côté d'un substrat de verre de qualité optique présentant des revêtements anti-réflexions (AR) sur les deux côtés du substrat. Les revêtements anti-réflexion réduisent les réflexions secondaires à l'intérieur de la caméra et du masque et peuvent être optimisés pour la gamme de longueurs d'onde d'intérêt, par exemple, la gamme de longueurs d'onde à laquelle fonctionne le système. Les réflexions secondaires produisent des artéfacts près de l'emplacement des premières harmoniques, corrompant les données de l'interférogramme. En conséquence, les revêtements AR réduisent ou empêchent la corruption de l'analyse du front d'onde. Les revêtements AR peuvent avoir diverses formes et peuvent être à large bande en fonction de l'application particulière, incluant les revêtements solgel, les revêtements à base de MgF, les revêtements à base de MgO, les revêtements multicouches à films minces ou assimilés.

[0093] Dans certaines mises en œuvre, le masque de transmission (p. ex. un substrat en damier) comporte un petit angle de coin pour empêcher davantage les réflexions secondaires de corrompre les informations de front d'onde dans les premières harmoniques. Par exemple, le masque de transmission peut être défini par des bords latéraux, un côté d'entrée de lumière, un côté de sortie de lumière, et un axe de transmission optique allant du côté d'entrée de lumière au côté de sortie de lumière. Le coin peut être défini par une première distance entre le côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d'un premier bord latéral et une seconde distance différente de la première distance entre le côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d'un second bord latéral opposé au premier bord latéral. Dans ce cas, l'épaisseur du masque de transmission varie en fonction de la position latérale pour fournir le profil de coin.

[0094] La figure 14 est une vue en perspective simplifiée d'éléments d'un masque de transmission comportant un coin conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Comme cela est illustré à la figure 14, le bord latéral 1410 est opposé par un bord latéral reposant dans le plan de la figure et opposant le bord latéral 1410. L'axe de transmission optique est illustré par l'axe 1405. Le coin est illustré par l'épaisseur du premier bord latéral illustrée par l'épaisseur tl et l'épaisseur du second bord latéral illustrée par t2 > tl. Bien que dans cette figure le coin soit illustré dans le sens horizontal, il pourrait aussi être formé dans le sens vertical, à savoir, entre le bord latéral inférieur (non montré) et le bord latéral supérieur opposé 1420. L'homme de métier pourra envisager de nombreuses variations, modifications et variantes. Relativement à la figure 14, l'épaisseur du masque de transmission varie en fonction de la position latérale (c.-à-d. horizontalement) pour produire le profil de coin.

[0095] L'ajout d'un angle de coin repousse les faisceaux secondaires hors du voisinage des termes H(l,l), H(l,-1), H(-l,l), et H(-l,-l). En plus des revêtements AR, l’ajout d'un coin au substrat dévie les réflexions secondaires hors de la gamme des diffractions de premier ordre et d'ordre zéro. Le coin dévie toute réflexion secondaire hors du voisinage des premières harmoniques dans le domaine de fréquence spatiale. Le filtrage des termes de premier ordre plus tard dans la réduction de données élimine automatiquement les réflexions secondaires.

[0096] Dans une mise en œuvre utilisant un substrat à coin pour le masque en damier, l'angle de coin (en radians) est supérieur ou égal à y/2 f, où λ est la longueur d'onde du rayonnement optique et Λ est la périodicité des cellules de damier. Par exemple, dans certains modes de réalisation pour une longueur d'onde de 500 nm, et une périodicité Λ de 60 microns, l'angle de coin sera supérieur à 8,8 mrad (c.-à-d. 0,5 degré).

[0097] La gamme d'angles de coin exposée ici repose sur l'angle de diffraction dans le réseau dans le masque (proportionnel à f ) et les valeurs numériques pour positionner les franges de telle sorte qu'elles soient filtrées. Bien sûr, en fonction du champ de vision utilisé pour filtrer les modes de premier ordre, les valeurs numériques spécifiques peuvent être modifiées comme il convient pour l'application particulière. En conséquence, de plus petits angles de coin peuvent être utilisés en fonction de la configuration particulière du système. Comme exemple, si la distance entre le terme C.C. et la première harmonique est une distance dans le domaine de fréquence spatiale, le rayon du filtrage peut être réglé à 50 % de la distance. Dans ce cas, l'angle de coin serait compris dans la gamme de |λ/2-χ· comme exposé plus haut.

[0098] Ainsi que l'homme de métier le réalisera, l'angle de coin est fonction de la longueur d'onde et selon la longueur d'onde utilisée, différents angles de coin peuvent être utilisés comme il convient pour l'application particulière.

[0099] Dans certaines mises en œuvre, un revêtement AR et le coin du substrat peuvent être appliqués ensemble, de telle sorte que, quand la gamme de longueurs d'onde du revêtement AR n'est pas applicable, le coin puisse être utilisé pour traiter les réflexions secondaires. Par exemple, un revêtement AR exploitable dans la gamme des longueurs d'onde de 1 pm peut être appliqué et un angle de coin de 0,5 degré peut être utilisé pour réduire ou empêcher les réflexions secondaires dans la gamme des longueurs d'onde de 0,5 pm.

[0100] Dans certaines mises en œuvre, la surface sur laquelle le motif de damier est imprimé est sensiblement parallèle au plan de détection (c.-à-d. au plan de la puce de caméra) pour établir une tolérance d'alignement convenable. Par exemple, le parallélisme entre le masque en damier et le plan de détection peut être inférieur à 1 mrad. Cet agencement optique permet une plus grande tolérance d'alignement de l'orientation du capteur par rapport au faisceau entrant. Autrement dit, la précision du front d'onde n'est valable que dans une étroite gamme de gradients du front d'onde incident à moins que le parallélisme soit meilleur que 1 mrad. Un bon parallélisme élargit la gamme du gradient du front d'onde du faisceau d'entrée pouvant être réduit avec précision. Le parallélisme ici se réfère spécifiquement au parallélisme entre la surface de chrome du damier et le plan de la puce CCD, où le chrome est revêtu sur un substrat de verre, le côté chrome faisant face au plan de la puce CCD. Le parallélisme entre le masque en damier et la puce CCD (qui peut réfléchir une partie importante de la lumière), peut être modifié de l'état parallèle tout en maintenant toujours le parallélisme requis pour la tolérance d'alignement (p. ex. par ~ 1 mrad ou moins).

[0101] Dans certaines mises en œuvre, le plan du motif en damier n'est pas parallèle au plan du détecteur au sens exposé ci-dessus (autrement dit le parallélisme n'est pas établi à moins de 1 mrad). A condition de connaître les angles d'inclinaison verticale et horizontale ( θχ, θγ) du masque en damier mesurés dans le système de coordonnées des axes de damier par rapport au plan du détecteur, il est toujours possible d'obtenir le front d'onde correct en ajoutant des termes de correction (Δ5),Δ^ ) à la phase de chaque harmonique Δ$ = |[0χχ+0Χ/|$

L W où L est la distance entre le masque et le plan du détecteur et x et y sont les coordonnées de la puce CCD. Cette approximation des petits angles est utile dans la plupart des mises en œuvre. Si est identique à arg H(1,1) et S2 est identique à arg/7(-1,1) dans l'équation (4). Un nouveau Si est construit en ajoutant Δ£( dans l'équation (7) à l'ancien Si et ce nouveau Si est substitué à arg/7(1,1) dans l'équation (4). Une correction et substitution semblable est exécutée pour S2. Nous omettons les expressions de S3 et S4 soit = arg/7(-1,-1) =-SJ et S4 = arg/7(1,-1) = -¾. Les angles θχ, Qy peuvent être déterminés en introduisant une inclinaison verticale connue dans la mesure et en comparant le résultat au front d'onde réduit. Les valeurs optimales de θχ, 0y sont choisies où la différence est réduite, par exemple, un minimum.

[0102] Ces corrections peuvent être utilisées quand le parallélisme est inférieur à 50 mrad, à 40 mrad, à 30 mrad, à 20 mrad, à 10 mrad, à 5 mrad, à 2 mrad et aussi quand le parallélisme est inférieur à 1 mrad comme exposé plus haut. Par exemple, si le parallélisme est compris entre 20 mrad et 10 mrad, en fonction des tolérances mécaniques établies à la construction de système, la correction peut alors être utilisée pour améliorer la performance du système.

[0103] Dans certaines mises en œuvre, une petite perturbation aléatoire de la périodicité est introduite dans la conception du motif de damier. Par exemple, si la périodicité nominale du damier est 60 pm, la périodicité des cellules unitaires en unités de microns peut varier comme 61, 59, 59, 60, 61, 61, 59, 60, 60, 60, 59,..... dans la dimension horizontale suite à cette perturbation. Dans certains modes de réalisation, une perturbation aléatoire semblable est également appliquée à la dimension verticale des cellules. La perturbation aléatoire de la périodicité introduit une signature spatiale unique dans le front d'onde réduit. L'emplacement moyen des harmoniques sera le même que dans le cas sans perturbation mais avec une perturbation aléatoire les harmoniques présenteront des lobes secondaires supplémentaires. La variation aléatoire apparaît dans la phase du front d'onde réduit. La signature unique mesurée avec un faisceau de référence collimaté est mise en mémoire et peut être utilisée ultérieurement pour suivre une inclinaison verticale importante présente dans le front d'onde concerné. Pour de grandes valeurs d'inclinaison verticale, la projection d'une cellule de damier sur la puce CCD peut franchir la frontière de la cellule d'origine et se déplacer dans 1 l'espace projeté d'une autre cellule adjacente. De ce fait, une ambiguïté de phase d'un multiple entier de 2π peut être présente dans la mesure. L'utilisation de la valeur aléatoire crée un motif qui peut être adapté horizontalement et verticalement pour suivre le compte de pixels décalés de l'image projetée par rapport à l'image de référence, supprimant ainsi l'ambiguïté de phase 2π.

> [0104] L'application d'une grille perturbée est montrée aux figures 12A-12H. La figure 12A illustre une image grossie d'un motif de damier perturbé aléatoirement. La figure 12B représente l'arg(Hi;i) d'un faisceau de référence (faisceau optiquement plat) qui est mesuré avant de mesurer d'autres éléments optiques de test, appelés arg(Hi;i>ref). La figure 12C représente l'arg(Hi i) d'un faisceau de test (faisceau à aberration optique) et appelé i arg(Hi,i,test)· Les deux contiennent des motifs de phase en croisillons découlant de l'irrégularité de la grille de damier perturbée illustrée à la figure 12A.

[0105] La figure 12D est le motif produit quand le motif à la figure 12B est soustrait du motif montré à la figure 12C avec le motif montré à la figure 12C décalé par plusieurs pixels (p. ex. vers le haut ou vers le bas) avant la soustraction. La figure 12E est le motif produit quand le motif à la figure 12B est soustrait du motif montré à la figure 12C mais sans décaler le motif montré à la figure 12C. Une comparaison des figures 12D et 12E démontre qu'a moins d'avoir un enregistrement spatial parfait, le motif de phase en croisillons apparairaîtra dans la sortie d'arg(Hi!i,test) - arg(Hi;ijref). On constate un comportement semblable pour arg(H 1,-1,test ) - arg(Hi,.1>ref).

[0106] La figure 12L est une carte illustrant le front d’onde effectif du faisceau de test. Le motif de phase non aligné montré à la figure 12D apparaît dans le front d'onde reconstruit montré à la figure 12G. Le motif de phase aligné montré à la figure 12H reconstruit le front d'onde d'origine sans le motif en croisillon.

[0107] Par exemple, dans les exemples divulgués ci-dessus, supposons que le front d'onde d'entrée ait un terme d'inclinaison verticale de θχ microradians dans le sens horizontal. Ceci peut être interprété comme θχ + ’ °ù n cst un cnber positif ou négatif et L est la distance entre le masque et le plan du détecteur. Quand le terme d'inclinaison verticale du front d'onde du faisceau d'entrée est réputé se trouver suffisamment en deçà de Λχ/L, l'ambiguïté disparaît. Toutefois, quand cette information n'est pas disponible, la signature spatiale aléatoire peut être utilisée pour identifier l'entier inconnu n ou régler le capteur là où «=0. La i valeur d'entier correcte n est trouvée en exécutant une inter-corrélation de la signature spatiale actuelle avec le motif de signature de référence enregistré.

[0108] Des modifications non aléatoires (c.-à-d. déterministes) de la périodicité peuvent être utilisées dans certains modes de réalisation pour parvenir à des objectifs semblables de périodicité aléatoire. i [0109] Dans un mode de réalisation, un trou d'aiguille peut être placé devant le capteur (p. ex. masque et imageur CCD) de telle sorte que la projection du trou d'aiguille se trouve dans une gamme donnée pour garantir que le capteur est orienté vers le faisceau à un angle prédéterminé par rapport à l'angle quand la référence est obtenue. Le trou d'aiguille peut être monté sur un socle mécanique stable de telle sorte que la position latérale du trou d'aiguille ) par rapport au reste du système (masque et puce CCD) puisse être répétée. Par exemple, le trou d'aiguille (p. ex. un trou d'aiguille de 100 pm) peut être placé à une distance donnée devant le masque en damier et l'image du trou d'aiguille sur le CCD peut être mesurée. Cette position est marquée comme référence puis le capteur est orienté pour une opération ultérieure pour placer l'image du trou d'aiguille en-deçà d'une valeur de tolérance donnée, par exemple à moins de 0,05 mm de la position de référence (en fonction de la distance entre le masque en damier et le trou d'aiguille, p. ex. 2 cm), qui correspond dans certains modes de réalisation à une précision de 50 prad.

[0110] La figure 13 est un diagramme schématique simplifié illustrant des éléments d’un système de détection de front d'onde comportant un trou d'aiguille conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Dans cette géométrie, un trou d'aiguille 1310 est utilisé conjointement avec un masque en damier 1312 et un détecteur 1314.

[OUI] Relativement à la figure 13, si l'on suppose que la flèche pleine 1320 est l'état dans lequel le capteur (p. ex. le détecteur 1314) est aligné et un fichier de référence est généré, la flèche en pointillés 1322 indique un désalignement. Soit le sens du faisceau d'entrée, soit l'orientation du capteur peut être réglé pour rétablir la projection du trou d'aiguille afin qu'elle coïncide avec la flèche pleine 1320 à la figure 13.

[0112] On comprendra également que les exemples et modes de réalisation décrits ici ne sont donnés qu'à titre illustratif et que suite à leur lecture, l'homme de métier pourra envisager diverses modifications ou divers changements qui seront inclus dans l'esprit de la présente demande et l'étendue des revendications annexées.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS

   1. Procède1 de mesure de caractéristiques d’un front d'onde d'un faisceau incident, le procédé comprenant : l'obtention d'un interférogramme associé au faisceau incident traversant un masque de transmission sur lequel est disposé au moins un revêtement anti-réflexion ; l'exécution d'une transformation de Fourier sur l'interférogramme pour produire un interférogramme dans le domaine fréquence ; la sélection d’un sous-ensemble d’harmoniques de l'interférogramme dans le domaine fréquence ; l'exécution d'une transformation de Fourier inverse individuelle sur chacune du sous-ensemble d'harmoniques pour produire un ensemble d'harmoniques de domaine spatial ; l'extraction d'un profil de phase à partir de chacune de l'ensemble d'harmoniques de domaine spatial ; l'élimination des discontinuités de phase dans le profil de phase : la rotation du profil de phase ; et la reconstruction d'un front de phase du front d'onde du faisceau incident.
2. 2. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre : la mesure d'une amplitude associée aux harmoniques de domaine spatial ; et le calcul d'un profil d'intensité associé au front d'onde du faisceau incident.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le masque de transmission comprend un masque de transmission d’amplitude uniquement en damier.
4. 4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le masque de transmission comprend une perturbation aléatoire de la périodicité.
5. 5. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le sous-ensemble d'harmoniques comprend une harmonique la plus proche d'une origine dans chaque quart ou une harmonique la plus proche de l'origine dans deux quarts adjacents.
6. 6. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le profil de phase caractérise une pente du front de phase. Ί. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la reconstruction du front de phase comprend l'exécution d'une intégration bidimensionnelle du profil de phase associé à chacune de l'ensemble d'harmoniques de domaine spatial.
7. 8. Procédé d'exécution d'une détection de front d'onde optique, le procédé comprenant : la fourniture d'un masque de transmission d'amplitude, en particuiier d’un masque de transmission d'amplitude comprenant un masque de transmission d'amplitude uniquement, ayant des bords latéraux, un côte d’entrée de lumière, un côté de sortie de lumière, et un axe de transmission optique allant du côté d'entrée de lumière au côté de sortie de lumière, dans lequel le masque de transmission d'amplitude est caractérisé par un coin défini par une première distance entre 1e côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d'un premier bord latéral et une seconde distance entre le côté d’entrée de lumière et 1e côté de sortie de lumière au niveau d'un second bord latéral opposé au premier bord latéral ; l’orientation d'un champ de lumière incident d'une longueur d'onde λ pour qu'il frappe le côté d'entrée de lumière ; la propagation du champ de lumière incident à travers le masque de transmission d'amplitude ; la production d'une pluralité de champs de lumière diffractés sur le côté de sortie de lumière ; et la détection, au niveau d'un détecteur disposé à une distance L du masque de transmission d'amplitude, d'un interférogramme associé à la pluralité de champs de lumière diffractés.
8. 9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel : le masque de transmission d’amplitude est caractérisé par un motif en damier ayant une cellule unitaire carrée de taille Λ ; et Λ2 1 42 , 1 Λ2 0 < i < —- ou —t-(2/? -I) < L < ——(2/i + 1), où n est un entier supérieur à 4 Λ 4 Â. 4 2 zéro.
9. 10. Procédé selon la revendication 8 dans lequel le détecteur est caractérisé par une taille de pixel et A est environ 10 fois supérieure à la taille de pixel.
10. 11. Procédé selon la revendication 8 dans lequel: 10 nm <λ < 2,000 nm; et 0.5 mm <L< 10 mm.
11. 12. Procédé selon la revendication 8 dans lequel l'interféro gramme comporte des informations de pente de phase, le procédé comprenant en outre l'intégration d'une pente de phase bidimensionnelle calculée au moyen de l'interférogramme pour construire un front de phase associé au champ de lumière incident.
12. 13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel la construction du front de phase comprend l'exécution d'une analyse de porteuse spatiale dans le domaine de Fourier, l’analyse de porteuse spatiale dans le domaine de Fourier comprenant la sélection de termes de porteuse situés diagonalement, mais pas orthogonalement, par rapport aux axes du masque de transmission d'amplitude, et en particulier comprenant l'exécution d'une optimisation point par point sur les termes de porteuse diagonaux pour affiner une résolution spatiale du front d'onde optique.
13. 14. Capteur de front d'onde comprenant : un masque de transmission d'amplitude uniquement comportant une surface d'entrée de lumière et une surface de sortie de lumière, dans lequel un revêtement antiréflexion est disposé sur au moins l’une de la surface d'entrée de lumière ou de la surface de sortie de lumière et dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement est caractérisé par un motif en damier ayant une cellule unitaire carrée de taille A ; et 0< L<·^— ou (2n -1) < L<—™(2« + l), où λ est la longueur d'onde 4 λ 4 2 4 2' du champ incident et n est un entier positif : un détecteur disposé à une distance, L, optiquement en aval du masque de transmission d'amplitude uniquement ; et un ordinateur couplé au détecteur.
14. 15. Capteur de front d’onde selon la revendication 14 dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement comprend un motif périodique sensiblement bidimensionnel à perturbation aléatoire de la périodicité dans au moins une partie du motif périodique sensiblement bidimensionnel.
15. 16. Capteur de front d’onde selon ia revendication 14 dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement comprend une forme de coin, dans lequel le revêtement anti-réflexion est exploitable pour réduire les réflexions dans une première gamme de longueurs d'onde et la forme de coin est exploitable pour réduire les réflexions secondaires dans une seconde gamme de longueurs d'onde différente de la première gamme de longueurs d'onde.
16. 17. Capteur de front d'onde selon la revendication 14 dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement est aligné parallèlement au plan de détecteur à moins de 1 mrad de parallélisme.
17. 18. Capteur de front d'onde selon la revendication 14 dans lequel l'ordinateur comporte un support de mémorisation non transitoire lisible par ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant une pluralité d’instructions lisibles par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon la revendication 1.
18. 19. Capteur de front d'onde selon la revendication 18 dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement n'est pas aligné parallèlement au plan du détecteur à moins de I mrad de parallélisme, dans lequel la pluralité d'instructions comprend en outre des instructions pour mettre en œuvre une étape du procédé dans laquelle on utilise un terme de correction pour compenser le fait que le masque de transmission d'amplitude uniquement n'est pas aligné parallèlement au plan du détecteur à moins de 1 mrad de parallélisme.
19. 20. Capteur de front d'onde comprenant : un masque de transmission d'amplitude uniquement comportant une surface d'entrée de lumière et une surface de sortie de lumière, dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement comprend un motif périodique sensiblement bidimensionnel avec une perturbation aléatoire de la périodicité dans au moins une partie du motif périodique bidimensionnel ; un détecteur disposé à une distance, L, optiquement en aval du masque de transmission d'amplitude uniquement ; et un ordinateur couplé au détecteur.
20. 21. Capteur de front d'onde comprenant : un masque de transmission d'amplitude uniquement présentant une surface d'entrée de lumière, une surface de sortie de lumière, et des bords latéraux, dans lequel le masque de transmission d'amplitude uniquement est caractérisé par un coin défini par une première distance entre le côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d'un premier bord latéral et une seconde distance entre le côté d'entrée de lumière et le côté de sortie de lumière au niveau d’un second bord latéral opposé au premier bord latéral différente de la première distance ; un détecteur disposé à une distance, L, optiquement en aval du masque de transmission d'amplitude uniquement ; et un ordinateur couplé au détecteur.