JP4862051B2 - 三波横方向せん断型のコンパクト色消し光学干渉計 - Google Patents

Description

本発明は、光ビームの波面を分析するために提供される。

このようなタイプの分析は、能動光学系もしくは補償光学系において用いられる光学素子を検査すること、光学デバイスを適格化すること、変形可能な光学コンポーネントの向きを操作することを可能にする。これはまた、地表大気を横断する場合に遭遇し得る乱流媒質内や風脈内における光屈折率変化などの、直接計測できない物理的現象の研究を可能にする。これはまた、例えばマトリクス焦点面などの電子コンポーネントの平面性を検査することや出力レーザービームを整形することに用いられる。

本発明による波面の分析のタイプは、分析されるべきビームの経路に位置する回折格子の使用に基づく。

以下をよりよく理解するために、このような格子は、位相、強度、または位相と強度の、周期的変化をもたらす光学システムであるとして規定される。したがって、任意の回折格子が２つの関数の乗算によって特徴付けられる。一方は位相関数と呼ばれ、格子によってもたらされる位相の周期的変化を表し、他方は強度関数と呼ばれ、格子によってもたらされる強度の周期的変化を表す。

仏国特許第２，７１２，９７８号（特開平７−１９８３５２号公報）にしたがって、出願人は、二次元格子の構造および規定の様式を気付かせる。２方向に規則正しくい間隔で配置される複数の点のセットが、平面メッシュを構成する。このような複数の点は、基本メッシュを規定する。基本メッシュは、当該面を規定する両方向に実現される面の隙間のない敷き詰めを可能にする最も小さい表面である。基本メッシュの多角形は、該セットのうちの任意の点を最近傍の点と接続する線分である媒介物によって支持される辺を有する最小表面の多角形である。二次元格子は、平面のメッシュにしたがって配置された基本パターンの自由な繰り返しである。平面のメッシュは、六角形または矩形のいずれかである（正方形メッシュは、後者についての特別な場合にすぎない）基本メッシュを規定することができる。

回折格子が、入射ビームと呼ばれる光ビームによって照射されると、出射ビームとも呼ばれる、格子によって回折される光ビームは、２つの同等のアプローチを用いて説明されることができる。

第１のアプローチは、出射ビームを入射ビームの複製として考えることにある。これらはサブビームと呼ばれ、それぞれ格子の１つの回折次数に対応する。これらのサブビームの中で、２つのカテゴリーが区別される。まず、本発明にしたがって用いられる回折次数に対応するメインビームと呼ばれるサブビームが分類される。分析に有用ではない他の次数は、二次サブビームと呼ばれる。したがって格子は、メインサブビームの出現を支持し、二次サブビームの存在を最小化するように規定される。

第２のアプローチは、出射ビームを格子の各メッシュによって回折されるビームとして考えることにある。これらは二次ビームと呼ばれる。

強度関数が格子によってもたらされると、各二次ビームは、サブ瞳孔と呼ばれる強度格子のメッシュから生じる。

上述の仏国特許第２，７１２，９７８号において、出願人は、二次元位相および／または強度格子および空間的フィルタリングシステムを実施する、三波横方向せん断干渉計について説明した。サブビームへの分解を通じたアプローチによると、格子は、分析されるべき入射ビームを、欠陥の共役面における複数のサブビームに光学的にさらに分割する。サブビームを空間的にフィルタリングするシステムは、分析に用いられる３つのメインのサブビームを選択するよう意図される。このようにして得られた３つのサブビームの特定の光学的処理は、選択された観察面に関わらず不変であるコントラストを有する光点の六角形メッシュからなるインターフェログラムを観察することを可能にする。このインターフェログラムは、波面の勾配に対して感応し、ダイナミックスおよび感度について、連続的な調整が可能である。観察距離は、選択された観察面といわゆる零感度面との距離として規定され、後者は、空間的フィルタリングの下流に位置する、格子の面と共役する共役面である。このようなタイプの干渉計は、生じるインターフェログラムの周波数純度のため、重要な計量品質を表示するという利点を有する。さらに、測定誤差が測定そのものから推測できる。最後に、このような干渉計は、検出されるべき欠陥の路差が波長に依存しないという条件で、多色光で動作することができる。

他方、格子と干渉縞システムの観察面との間にメインサブビームを選択する空間的フィルタリングシステムを挿入するため、実施が複雑である。さらに、空間的フィルタリングシステムは、強く乱された光ビームまたは非常に大きなスペクトル幅を有する光ビームの計測について限界をもたらす。

仏国特許第２，７９５，１７５号（特開２００１−５０８１９号公報）において、出願人は、上述の三波横方向せん断干渉計の発展である四波横方向せん断型の干渉計を開示する。このような干渉計の根底にある格子は、欠陥の共役面において、分析されるべき入射ビームを、分析に有用な４つのメインサブビームに光学的にさらに分割する。二次サブビームは低振幅において少ないので、空間的フィルタリングシステムによってこれらを除去する必要はない。インターフェログラムは、選択された観察面にかかわらずコントラストが不変である光点の矩形のメッシュを含む。三波横方向せん断型の干渉計と同じく、このような干渉計は多色光で動作することができ、いわゆる零感度面に対する観察面のシンプルな並進により連続的に設定される感度およびダイナミックスを提供する。さらに、三波横方向せん断干渉計とは対照的に、空間的フィルタリングシステムがないことは、実施がより容易になり、強く乱された光ビームまたは非常に大きなスペクトル幅を有する光ビームを計測することを可能にする。このような干渉計を用いて誤差を推測することがまた可能であるが、高いダイナミックス欠陥を計測する場合にはあまりロバストではない。さらに、四波横方向せん断型の干渉計における分析されるべき波面のサンプリング形状は、三波横方向せん断型の干渉計によって実現されるものに比べて最適ではない。

したがって、一方では、極めて乱された低強度の光源からまたは四波横方向せん断型の干渉計の非常に大きなスペクトル幅を有する光源からの実施のシンプルさと動作能力とを組み合わせ、他方では、計測誤差をロバストに評価する可能性と三波横方向せん断型干渉計の分析されるべき波面の最適なサンプリング形状とを組み合わせる干渉計を提供することが非常に望ましいと思われる。

本発明の目的は、この点における開発を提供することである。

本発明は、方法またはシステムの形で考えられることができる。

提供される方法のタイプは、
ａ）二次元メッシュを有する回折格子が配置され、分析される光ビームに対して垂直であって波面の分析面と光学的に共役である第１の面の内部または近傍で、
ａ１）分析されるビームからの光を、六角形メッシュに配置される複数の二次ビームに透過する、サブ瞳孔の六角形メッシュを規定する強度関数と、
ａ２）位相関数と、
の乗算を実行し、異なる出射ビームへのビームの回折をもたらし、
ｂ）第１の面から選択された距離だけ離れた面において出射ビームの干渉により形成される像が作成されて観察され、当該像は分析されるべき波面の勾配に関連する変形を有している。

本発明の一態様によれば、
ａ２）の位相関数は、２つの隣接する二次ビームの間に２π／３（２πを法とする）に近い値の位相シフトをもたらす。

これにより、このようにして規定された両方の関数の乗算を実行する回折格子は、相互に伝播し干渉して、格子の面に平行な任意の観察面において、コントラストが実質的に観察距離および波長から独立している光点の六角形メッシュの形状の像を生成する、二次ビームの六角形メッシュを回折する。

出射ビームを入射ビームの複製であると考えることからなるアプローチにおいて、位相関数は、３つのメインサブビームおよび二次サブビームを含む複数のサブビームを回折する。強度関数による乗算は、二次サブビームにおいて回折されるエネルギーを最小化することを可能にするので、本質的に、分析に有用である３つのメインサブビームのみが残る。

光点の六角形メッシュは、格子面、すなわち零感度面において観察することができる。有利には、メッシュは、分析すべき波面の勾配および所望のダイナミックスの関数としてユーザにより選択された観察距離のところに位置する面から観察される。

このような方法は多色光で動作し、また観察距離を調節することで、システムの感度およびダイナミックスの連続的な調整を通して、強く乱された光ビームの測定が可能である。

したがって、ユーザは、空間フィルタリングシステムの挿入に関連する制約を実行することなく、三波横方向せん断型の干渉計のダイナミックスの連続的な設定の柔軟性を得ることができる。

本発明はまた、前記提供された方法を実施するためのシステムを提供する。このようなタイプのシステムは、
α）参照面を、波面が分析される面と共役させる、入力光学系と、
β）六角形基本メッシュを有する強度格子と、六角形基本メッシュを有する位相格子を含み、該ビームに対して垂直な上記参照面に配置され、二次ビームと称する異なる出射ビームへのビームの回折をもたらす回折格子と、
γ）該出射ビームの干渉によって形成される像を観察する手段と、を含み、当該像は、分析される波面の勾配に関係する変形を有している。

本発明によれば、システムは、
β）の格子が、
−表面Ｓを有する基本強度パターンが配置される、表面Ｓを有する六角形の基本メッシュを有する強度格子と、
−表面Ｓの３倍に等しい表面を有する基本位相パターンが配置される、表面Ｓの３倍に等しい表面を有する六角形の基本メッシュを有する位相格子と、を含み、
位相メッシュの全６つの頂点は、３つの隣接する強度メッシュの６本の小さな対角線の両端の一方の端部に位置する頂点に一致し、上記小さな対角線の他方の端部は上記３つの隣接する強度メッシュの共通の頂点に位置し、
基本強度パターンは、これを横断する二次ビームから、表面Ｓの基本パターンの中心における最大値１００％とパターンの頂点における最小値０％の間での強度変化をもたらすものであり、
基本位相パターンは、２つの隣接する基本強度パターンを横断する２つの二次ビームの間に２π／３（２πを法とする）に近い位相シフトをもたらすものであることを特徴とする。

本発明による好ましい強度二次元格子は、透過面が基本強度メッシュの表面の６６％に近い六角形基本強度パターンを有する。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な記述と添付の図面を参照することにより明らかになる。

図１は、本発明を実施するシステムの２つの実施例を示す。

図１Ａにおいて、多色光の光源Ｓ_０は、コリメータレンズＯ_１の焦点に位置する。レンズＯ_１から発せられる平行な光ビームが、面Ｐ_Ｄに配置される平行な面を有する平板ＬＡとして図式的に表され、平面性の欠陥Ｄ_１を有する、検査されるべき試料を照射する。試料は、任意のその他の光学システム（レンズまたは鏡、特に望遠鏡）であってよく、あるいは単に、たとえば流れによって乱された気体媒体内のある領域であってもよい。

天文学の分野において適用する場合には、本発明を実施するシステムは、図１Ｂで説明される。星などの非常に遠い光源からの平面波は、たとえば、屈折率変化が波線で表される乱流媒質を横断する。

入力配列は、発明による方法を実施するのに必要な光学的適合を行う。

このような適合は、２つのレンズＯ_２およびＯ_４とこれらの中間位置にある対物レンズＯ_３からなるアフォーカルシステムによって実現されることが好ましい。このようなアフォーカルシステムは、一方では面Ｐ_Ｄで分析されるビームの直径を面Ｐ_Ｃに配置される二次元格子の直径に一致させ、他方では欠陥が分析されるべき面Ｐ_Ｄを面Ｐ_Ｃに光学的に共役させる機能を有する。

このような２つの面の間のこのような光学的共役を実現する他の手段もまた適切である。

強度関数および位相関数の組み合わせを実現するのに適する回折格子ＧＲは、分析面Ｐ_Ｃ内に配置される。実質的に、このような格子は、たとえば図５Ａまたは図５Ｂのもののように構成されてよい。本発明の格子を特徴付けるのは、特定の実施形態ではなく、関数の特定の組み合わせである。

図示される実施形態の例において、回折格子ＧＲは、二次元強度格子ＧＩと二次元位相格子ＧＰから構成される。

強度格子ＧＩは、分析されるべきビームからの光を複数の二次ビームに透過するサブ瞳孔の六角形メッシュを規定する強度関数ＦＩを実行する。

位相格子ＧＰは、２つの隣接する二次ビームの間に２π／３（２πを法とする）に近い平均位相シフトをもたらす位相関数ＦＰを実行する。

面において２つの関数が実行される順番は重要ではない。

本発明によれば、インターフェログラムは、点の六角形メッシュから構成される。

面Ｐ_Ｃは、零感度面である。

観察は、面Ｐ_Ｃから選択された観察距離ｄだけ離れた面Ｐ_Ｓにおいて実行される。

システムのダイナミックスと感度は、観察距離に応じて変化する。したがって、ｄがゼロである場合、観察面Ｐ_Ｓは、格子が配置され感度がゼロである分析面Ｐ_Ｃと一致する。

通常、面Ｐ_Ｓをよりアクセス可能な動作面と光学的に共役させるレンズをたとえば含む面Ｐ_Ｓを観察するさらなる手段が用いられてよい。

図２Ａ、２Ｂは、二次元格子の基本メッシュを示し、例証としてのパターンが表されている。本発明のパターンは、図３Ａ、３Ｂおよび図４Ａ、４Ｂに示される。

図２Ａは、表面Ｓを有する六角形基本メッシュにより特徴付けられる六角形メッシュを有する二次元強度格子ＧＩを示す。図２Ｂは、表面３Ｓを有する六角形基本メッシュにより特徴付けられる六角形メッシュを有する二次元位相格子ＧＰを示す。破線で示されるメッシュは、最終的な格子では必ずしも可視である必要はない。ＧＩの各メッシュにおいて、入射光ビームに強度変化をもたらすパターンＭＯＩが示される。ＧＰの各メッシュにおいて、入射光ビームに位相変化をもたらすパターンＭＯＰが示される。

図２Ｃは、両方の格子の基本メッシュの相対的な位置決めを示す。この位置決めは、本発明の良好な実施において重要である。基本位相メッシュＭＥＰの表面は、基本強度メッシュＭＥＩの表面の３倍に等しい。六角形基本メッシュの相対的な位置決めの説明を容易にするために、六角形の大きな対角線が、２つの対向する角を結んで規定され、小さな対角線が２つの隣接も対向もしない頂点を結んで規定される。位相メッシュＭＥＰは、３つの隣接する強度メッシュＭＥＩの共通の頂点を中心としている。位相メッシュＭＥＰの頂点は、３つの隣接する強度メッシュＭＥＩの６本の小さな対角線の両端の一方に位置する頂点に一致する。上記小さな対角線の他方の端は、上記３つの隣接する強度メッシュの共通の頂点、すなわち位相メッシュＭＥＰの中心に位置する。

図３は、本発明の方法による強度関数を実行することを可能にする、図２ＡのＧＩ二次元強度格子の基本パターンの実施例を示す。

図３Ａは、連続的に可変の不透明度を有する表面Ｓを有する六角形メッシュＭＥＩを有する格子ＧＩの基本パターンＭＯＩを説明する。パターンの中心の最も明るい領域は、透明度が最も高い領域であり、周囲の暗い領域は、より高い不透明度により特徴付けられる。サブ瞳孔の領域はここでは、透過が格子透過の最大値の３３％より高い領域として規定されることができる。この格子を特徴付ける手段は、強度メッシュの小さな対角線Ｐｄおよび中線Ｍｅの方向に沿った期間Ｔおよび大きな対角線Ｇｄの方向に沿った期間Ｔ’にわたって透過プロファイルを規定することを含む。対応する値は、説明の最後にある添付の表に示される。このような基本パターンから得られる強度格子ＧＩは、理想的な強度格子である。これは、仏国特許第２，７１２，９７８号に記載の空間的フィルタリングにより得られるものと同等の計量品質を有する干渉計を、よりシンプルな実施により作成することを可能にする。

図３Ｂは、表面Ｓを有する六角形メッシュＭＥＩを有するロンチタイプの格子ＧＩの基本パターンＭＯＩを説明する。黒い領域は透過率ゼロを有し、明るい領域は透明である。基本パターンは、頂点が基本強度メッシュの六角形の辺の中点に位置する中央の透明な六角形の領域と、各二等辺三角形の頂点が２つの隣接する辺の中点及びこの２つの辺の共通の頂点である６つの不透明な周囲の二等辺三角形を含む。したがって、サブ瞳孔の最大透過面は、基本メッシュの表面の６７％に近い。したがって光収率は、矩形または六角形メッシュを有する強度マスク、より具体的には仏国特許第２，７１２，９７８号の図８に示されるものと比較して、実質的に改善される。以前のものよりも安価である本実施形態は、共通の用途、より具体的には多色光の場合にとりわけ有益である。

基本強度パターンは、これらを横断する二次ビームの、表面Ｓを有する六角形パターンの中心の１００％の最大値とこのパターンの頂点における０％の最小値の間での強度変化をもたらすものである。

図４Ａは、本発明の方法による位相関数を実行するシンプルな手段を提供する二次元位相格子ＧＰの一例の斜視図を示す。図４Ｂは、格子の面に垂直な軸に沿って観察される同じ格子ＧＰを示し、表面３Ｓを有する基本メッシュが黒い破線で表される。チェッカーボードタイプの格子ＧＰは、段階的で周期的な厚みの変化を有するので、２つの隣接する段の間の厚みの差ｅは、以下の式を満たす。

式中、λは平均動作波長であり、
ｎは位相格子が透過モードで用いられる場合の材料の屈折率であり、
ｋは整数である。

図４Ｂにおいて、位相格子ＧＰにおける六角形のチェッカーボードタイプのパターンＭＯＰが、強度格子のメッシュに重なっていることがわかる。本図の格子ＧＰにおけるチェッカーボードのグレーの多様なレベルは、格子の多様な段の厚みの変化を説明するだけであり、複数の段の間における透過率変化を説明するものではない。この格子は透過モードにおいて透明である。

二次元格子ＧＩとＧＰとを実施する有利な手段は、半導体産業において広く用いられるマスキングおよびフォトリソグラフィエッチング技術を用いることである。したがって、ＧＩは金属マスクを基板ウェハ上に堆積することにより実施されることができ、ＧＰは基板ウェハをエッチングすることにより実施されることができる。これらの技術を用いて、単一の基板ウェハから、それぞれＧＩおよびＧＰのＦＩ関数およびＦＰ関数を組み合わせる二次元位相及び強度格子を作成することが可能である。

さらに、フォトリソグラフィの分野における近年の発展は、強度関数のグレーレベルにおける符号化を検討することを可能にする。このようなグレーの多様なレベルは、金属マスクの多様な厚みを符号化することで、または金属マスクに分析平均波長よりも小さなサイズの小さな開口を開けることで得られる。

たとえば、インターフェログラムを感光板に記録する原理に基づいて、格子ＧＩとＧＰによるＦＩとＦＰの両方の関数を実行する他の方法が検討され、それによりホログラフィー格子を作成することを実現することができる。同様に、本発明の説明は、透過モードにおいて動作する格子の範囲内で提供されてきた。当業者は本発明を、反射モードにおいて動作する格子に適用できる。

格子ＧＩとＧＰの重なりは、二次元格子ＧＲを作成することを可能にする。図５Ａは、図３Ａのパターンを有する強度格子と図４Ｂの位相格子とを重ねることにより得られる格子ＧＲ１を示す。図５Ｂは、図３Ｂのパターンを有する強度格子と図４Ｂの位相格子とを重ねることにより得られる格子ＧＲ２を示す。図５Ａを適切に理解するため、格子ＧＩに関連するものに重なるＧＰ格子チェッカーボードの多様なグレーレベルに関連する効果を考慮すべきである。図５Ｂについて、理解は容易であり、黒い三角形は格子ＧＩの不透明の部分を示し、白およびグレーの六角形はＧＰ格子段の多様な厚みを表す。

格子ＧＩおよびＧＰを組み合わせることで、コントラストが観察距離ｄおよび用いられる波長から実質的に独立した光点のメッシュを生成することができる。基本パターンが図３Ｂに示されるところのロンチタイプの強度格子ＧＩによってもたらされる突然の強度変化により、伝播の間にコントラスト変化が生じ、光点の高周波の局部変形を引き起こす。これらの望ましくない変形は、２方向において観察される正弦波強度変調と比較して小さく、波面の分析を妨げない。二次サブビームにおいて回折する残留エネルギーによるこのような小さな変化を縮小する手段は、デジタル信号処理において普通に遭遇するハニング窓タイプのアポディゼーション面により、透過率が、表面Ｓを有するメッシュの中心の１００％と端の０％との間で連続的に可変の強度格子を用いて、強度関数を符号化することを含む。

仏国特許出願第２，６８２，７６１号において、出願人は、ＵＴ処理部ＵＴを用いて波面の勾配を実現するべく、得られる干渉像を取得して、分析する技術を提案した。これらの技術は、本発明により得られる光点のメッシュに直接適用可能することができる。

図１Ａは、光学コンポーネントを検査する本発明を実施するシステムの理論的な光学図である。 図１Ｂは、星などの多色光源からのビームが横断する地表大気などの乱流媒質を計測する本発明を実施するシステムの理論的な光学図である。 図２Ａは、表面Ｓを有する六角形メッシュを有する二次元格子ＧＩを示す。 図２Ｂは、表面３Ｓを有する六角形メッシュを有する二次元格子ＧＰを示す。 図２Ｃは、本発明による基本強度メッシュＭＥＩおよび基本位相メッシュＭＥＰの相対的な位置決めを説明する。 図３Ａは、本発明において有用な強度格子の基本パターンの第１の実施例を説明する。 図３Ｂは、本発明において有用な強度格子の基本パターンの第２の実施例を説明する。 図４Ａは、本発明において有用な六角形メッシュを有する位相格子の実施例を説明する。 図４Ｂは、基本位相メッシュおよび対応する位相パターンの相対的な位置を示す。 図５Ａは、本発明による回折格子ＧＲの第１の実施例を説明する。 図５Ｂは、本発明による回折格子ＧＲの第２の実施例を説明する。

Claims (6)

1. ａ）分析される光ビームに対して垂直であって波面の分析面（Ｐ_Ｄ）と光学的に共役である第１の面（Ｐ_Ｃ）の内部または近傍で、
   ａ１）前記分析される光ビームを、六角形メッシュに配置される複数の二次ビームに透過する、サブ瞳孔の六角形メッシュにより規定される強度関数（ＦＩ）と、
   ａ２）位相関数（ＦＰ）と、
   の乗算を実行し、異なる出射ビームへの前記分析される光ビームの回折をもたらす、二次元メッシュを有する回折格子を配置し、
   ｂ）第１の面（Ｐ _Ｃ ）から選択された距離だけ離れた面（Ｐ_Ｓ）に前記出射ビームの干渉により形成された像を作成して観察することであって、当該像は、分析される波面の勾配に関連する変形を有している、光ビームの波面を分析する方法において、
   ａ２）の前記位相関数（ＦＰ）は、周期的な厚みの変化を有する六角形メッシュにより規定され、２つの隣接する二次ビームの間に２π／３（２πを法とする）に近い値の位相シフトをもたらすことを特徴とする、
   光ビームの波面を分析する方法。
2. 光ビームの波面を分析するシステムは、
   ａ）参照面（Ｐ_Ｃ）を、波面が分析される面（Ｐ_Ｄ）と光学的に共役させる、入力光学系（Ｏ_２、Ｏ_３、Ｏ_４）と、
   ｂ）六角形基本メッシュ（ＭＥＩ）を備えた強度格子（ＧＩ）と、六角形基本メッシュ（ＭＥＰ）を備えた位相格子（ＧＰ）とを含み、前記参照面（Ｐ_Ｃ）に配置され、二次ビームと称する異なる出射ビームへの前記光ビームの回折をもたらす回折格子（ＧＲ）と、
   ｃ）前記出射ビームの干渉によって形成され、分析される波面の勾配に関連する変形を有する像を観察する手段と、
   を含み、
   前記回折格子において、
   ｄ）前記強度格子（ＧＩ）は、表面を備えた基本強度メッシュ（ＭＥＩ）を有し、当該表面には当該基本強度メッシュの表面を備えた基本強度パターンが配置されており、
   ｅ）前記位相格子（ＧＰ）は、前記基本強度メッシュの表面の３倍に等しい表面を備えた基本位相メッシュ（ＭＥＰ）を有し、当該表面には前記基本強度メッシュ表面の３倍に等しい表面を有する基本位相パターンが配置されており、
   ｆ）基本位相メッシュの全６つの頂点は、３つの隣接する基本強度メッシュの６本の小さな対角線の両端の一方の端部に位置する頂点に一致し、前記小さな対角線の他方の端部は前記３つの隣接する基本強度メッシュの共通の頂点に位置し、
   ｇ）前記基本強度パターンは、当該基本強度パターンを横断する二次ビームから、当該基本強度パターンの中心における最大値１００％と当該基本強度パターンの頂点における最小値０％の間での強度変化をもたらすものであり、
   ｈ）前記基本位相パターンは、２つの隣接する基本強度パターンを横断する２つの二次ビームの間に２π／３（２πを法とする）に近い位相シフトをもたらすものであることを特徴とする、
   光ビームの波面を分析するシステム。
3. 光ビームの波面を分析するグレーティングシステムは、
   六角形基本メッシュを備えた２次元強度格子と、六角形基本メッシュを備えた２次元位相格子とを含み、
   ａ）２次元強度格子の各六角形基本メッシュは表面を有し、当該表面には当該基本強度メッシュの表面を備えた基本強度パターンが配置されており、
   ｂ）２次元位相格子の各六角形基本メッシュは前記基本強度メッシュの表面の３倍に等しい表面を有し、当該表面には前記基本強度メッシュ表面の３倍に等しい表面を有する基本位相パターンが配置されており、
   ｃ）基本位相メッシュの全６つの頂点は、３つの隣接する基本強度メッシュの６本の小さな対角線の両端の一方の端部に位置する頂点に一致し、前記小さな対角線の他方の端部は前記３つの隣接する基本強度メッシュの共通の頂点に位置し、
   ｄ）前記基本強度パターンは、当該基本強度パターンを横断する二次ビームから、当該基本強度パターンの中心における最大値１００％と当該基本強度パターンの頂点における最小値０％の間での強度変化をもたらすものであり、
   ｅ）前記基本位相パターンは、２つの隣接する基本強度パターンを横断する２つの二次ビームの間に２π／３（２πを法とする）に近い位相シフトをもたらすものである、
   光ビームの波面を分析するグレーティングシステム。
4. 前記強度格子（ＧＩ）の基本強度パターン（ＭＯＩ）は、前記基本強度メッシュの小さな対角線（Ｐｄ）と中線（Ｍｅ）の方向に沿った周期Ｔ、および、前記基本強度メッシュの大きな対角線（Ｇｄ）の方向に沿った周期Ｔ’、にわたる透過プロファイルを有し、前記基本強度メッシュの屈折率の値が以下の表のとおりである、請求項３に記載のグレーティングシステム。
   

   

   
5. 前記基本強度パターンは、頂点が基本強度メッシュの六角形の辺の中点に位置する中央の透明な六角形の領域と、頂点が前記基本強度メッシュの六角形の２つの隣接する辺の中点及び前記２つの隣接する辺の共通の頂点である６つの不透明な周囲の二等辺三角形を含むことを特徴とする、請求項３に記載のグレーティングシステム。
6. 前記二次元位相格子（ＧＰ）は、前記強度メッシュに重なるチェッカーボードパターンを有し、２つの隣接する段の間で以下の式を満たす段状の周期的な厚みｅの変化を有することを特徴とする、請求項３、４、５いずれか１項に記載のグレーティングシステム。
   

   

   式中、λは平均動作波長であり、
   ｎは材料の屈折率であり、
   ｋは整数である。

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