一个系统在测量在焦像时能把在焦像从离焦像分离出来,从而既减小了系统误差又减小了统计误差。该系统从一个点光源(10)产生一个探测光束(P22B)和一个参考光束(R22B),并在参考光束(R22B)中产生反对称的空间性质。作为把探测光束(P22B)导引成一个在焦像点(28)的结果,产生了一个在焦返回探测光束(P32A),然后在在焦返回探测光束(P32B)中产生反对称的空间性质。使参考光束(R32C)与一个来自一个离焦像点(58)的光束发生干涉,还使参考光束(R32C)与在焦返回光束(P32C)发生干涉。参考光束(R32D)被一个单像素探测器(114)以参考光束(R32D)的振幅的平方的形式探测,在焦返回探测光束(P32D)被探测器(114)以返回参考光束(R32D)与在焦返回探测光束(P32D)之间的一个干涉项的形式探测。离焦像光束(B52D)的振幅被大为减小,结果同时减小了由探测器(114)所产生的数据中的系统误差和统计误差。在所说明的实施例中,来自离焦像点(58)的光束是离焦返回探测光束(B52D)。