微透鏡是一種獨(dú)特的光學(xué)元件，以其微型尺寸和出色的光操控能力而聞名。它們之所以脫穎而出，是因?yàn)樗鼈兡軌蛟谖⒂^層面上聚焦和操控光線，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率成像和精確的光控制。美能光子灣白光干涉輪廓儀在微透鏡的制造和表征中扮演著越來(lái)越重要的角色，確保了微透鏡陣列的曲率半徑(ROC)和形狀參數(shù)的精確控制，從而推動(dòng)了微透鏡技術(shù)在手機(jī)、汽車和虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡等成像應(yīng)用中的廣泛應(yīng)用。

Part.01

微透鏡有多??？

微透鏡的直徑通常為幾十微米，是微型化的奇跡。它們尺寸小巧，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，光學(xué)質(zhì)量好；傳統(tǒng)上，微透鏡采用單一元件，具有一個(gè)平面和一個(gè)球面凸面，可巧妙地折射光線。然而，微透鏡技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，包括非球面和多層光學(xué)材料。

Part.02

制造工藝：如何制造微透鏡

根據(jù)所需的規(guī)格，各種制造技術(shù)在生產(chǎn)微透鏡陣列中發(fā)揮作用。這些技術(shù)包括光刻、復(fù)制成型、直接激光寫入和熱壓印。

光刻

該技術(shù)包括將感光材料沉積到基板上，通過(guò)圖案掩模版進(jìn)行曝光，然后去除未固化的材料以留下所需的微透鏡形狀。

復(fù)制成型

事先準(zhǔn)備好主微透鏡，然后使用環(huán)氧樹脂或PDMS等材料復(fù)制主微透鏡，從而制作出模具。然后可以使用模具制作多個(gè)復(fù)制品。

激光直接寫入

聚焦激光束用于選擇性固化感光材料，從而可以精確控制復(fù)雜微透鏡陣列的創(chuàng)建。

熱壓花

該方法利用聚焦激光束選擇性地固化感光材料，從而能夠精確控制復(fù)雜微透鏡陣列的創(chuàng)建。

Part.03

微透鏡的應(yīng)用

微透鏡現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于成像應(yīng)用，如手機(jī)、汽車和虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡等。

最簡(jiǎn)單的微透鏡是球形透鏡，其曲率半徑是固定的。非球面透鏡沒有恒定的球形形狀，這使得表征更加困難。

菲涅爾微透鏡引入了新的衍射效應(yīng)，但可用于最小化色差。自由曲面光學(xué)在設(shè)計(jì)上更為復(fù)雜，但能實(shí)現(xiàn)性能的提升和新的功能，同時(shí)有可能減小尺寸、重量和成本。

目前正在研究簡(jiǎn)單球形微透鏡設(shè)計(jì)的變體，以減少諸如失真、散光和衍射等影響，并根據(jù)特定應(yīng)用定制給定的微透鏡。

Part.04

微透鏡的精準(zhǔn)高效表征

最優(yōu)的微透鏡形狀和高表面質(zhì)量對(duì)于將光線正確且高效地聚焦到預(yù)期表面至關(guān)重要。曲率半徑(ROC)是形狀參數(shù)中最為關(guān)鍵的，它決定了透鏡是凸面、平面還是凹面，并決定了光線在光學(xué)路徑中的長(zhǎng)度。

由于光刻膠厚度不均勻、反應(yīng)離子?xùn)|蝕刻工藝的變化等原因，微透鏡陣列的曲率半徑(ROC)可能會(huì)有所不同。當(dāng)ROC公差較小時(shí)，即使是輕微的工藝變化也可能導(dǎo)致基底失效。使用具有大視場(chǎng)的這種面積技術(shù)進(jìn)行寬場(chǎng)光學(xué)干涉測(cè)量(WLI)，對(duì)微透鏡陣列的ROC進(jìn)行分析是快速且容易的。

Photonx Bay

美能光子灣白光干涉輪廓儀

美能光子灣白光干涉輪廓儀可以簡(jiǎn)單快速地非接觸測(cè)量從粗糙到超光滑，包括薄膜、陡坡和大臺(tái)階等各種表面的2D和3D特征。針對(duì)各行業(yè)高精度，高可靠性及重復(fù)性計(jì)量需求，提供計(jì)量解決方案。

微透鏡的微型化和精確控制能力不僅推動(dòng)了成像技術(shù)的發(fā)展，也為未來(lái)的光學(xué)設(shè)計(jì)提供了無(wú)限可能。隨著制造工藝的精細(xì)化和表征技術(shù)的精確化，微透鏡將繼續(xù)在手機(jī)、汽車、虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，引領(lǐng)光學(xué)元件向更高性能、更小尺寸和更低能耗的方向發(fā)展。美能光子灣白光干涉輪廓儀的運(yùn)用，為微透鏡的精確測(cè)量和質(zhì)量控制提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，確保了微透鏡技術(shù)在實(shí)現(xiàn)其潛力的同時(shí)，能夠滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。展望未來(lái)，微透鏡技術(shù)將繼續(xù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為光學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)更多的創(chuàng)新和突破。*特別聲明：本公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，如涉及版權(quán)問(wèn)題，敬請(qǐng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間核實(shí)并處理。