微透镜的全面表征：曲率半径(ROC)测量

 

微透镜是一种独特的光学元件，以其微型尺寸和出色的光操控能力而闻名。它们之所以脱颖而出，是因为它们能够在微观层面上聚焦和操控光线，从而实现高分辨率成像和精确的光控制。美能光子湾白光干涉轮廓仪在微透镜的制造和表征中扮演着越来越重要的角色，确保了微透镜阵列的曲率半径(ROC)和形状参数的精确控制，从而推动了微透镜技术在手机、汽车和虚拟现实眼镜等成像应用中的广泛应用。

 

Part.01

 微透镜有多小？

微透镜的直径通常为几十微米，是微型化的奇迹。它们尺寸小巧，设计简单，光学质量好；传统上，微透镜采用单一元件，具有一个平面和一个球面凸面，可巧妙地折射光线。然而，微透镜技术的进步带来了更复杂的设计，包括非球面和多层光学材料。

 

Part.02

 制造工艺：如何制造微透镜

根据所需的规格，各种制造技术在生产微透镜阵列中发挥作用。这些技术包括光刻、复制成型、直接激光写入和热压印。

光刻

 

 

该技术包括将感光材料沉积到基板上，通过图案掩模版进行曝光，然后去除未固化的材料以留下所需的微透镜形状。

 

 

复制成型

 

 

事先准备好主微透镜，然后使用环氧树脂或PDMS等材料复制主微透镜，从而制作出模具。然后可以使用模具制作多个复制品。

 

 

激光直接写入

 

 

聚焦激光束用于选择性固化感光材料，从而可以精确控制复杂微透镜阵列的创建。

 

 

热压花

 

 

该方法利用聚焦激光束选择性地固化感光材料，从而能够精确控制复杂微透镜阵列的创建。

 

Part.03

 微透镜的应用

微透镜现在广泛应用于成像应用，如手机、汽车和虚拟现实眼镜等。

最简单的微透镜是球形透镜，其曲率半径是固定的。非球面透镜没有恒定的球形形状，这使得表征更加困难。

 

 

菲涅尔微透镜引入了新的衍射效应，但可用于最小化色差。自由曲面光学在设计上更为复杂，但能实现性能的提升和新的功能，同时有可能减小尺寸、重量和成本。

 

目前正在研究简单球形微透镜设计的变体，以减少诸如失真、散光和衍射等影响，并根据特定应用定制给定的微透镜。

 

Part.04

 微透镜的精准高效表征

最优的微透镜形状和高表面质量对于将光线正确且高效地聚焦到预期表面至关重要。曲率半径(ROC)是形状参数中最为关键的，它决定了透镜是凸面、平面还是凹面，并决定了光线在光学路径中的长度。

由于光刻胶厚度不均匀、反应离子東蚀刻工艺的变化等原因，微透镜阵列的曲率半径(ROC)可能会有所不同。当ROC公差较小时，即使是轻微的工艺变化也可能导致基底失效。使用具有大视场的这种面积技术进行宽场光学干涉测量(WLI)，对微透镜阵列的ROC进行分析是快速且容易的。

 

 

 

 

Photonx Bay

 美能光子湾白光干涉轮廓仪

 

 

美能光子湾白光干涉轮廓仪可以简单快速地非接触测量从粗糙到超光滑，包括薄膜、陡坡和大台阶等各种表面的2D和3D特征。针对各行业高精度，高可靠性及重复性计量需求，提供计量解决方案。

 

微透镜的微型化和精确控制能力不仅推动了成像技术的发展，也为未来的光学设计提供了无限可能。随着制造工艺的精细化和表征技术的精确化，微透镜将继续在手机、汽车、虚拟现实等多个领域发挥关键作用，引领光学元件向更高性能、更小尺寸和更低能耗的方向发展。美能光子湾白光干涉轮廓仪的运用，为微透镜的精确测量和质量控制提供了强有力的技术支持，确保了微透镜技术在实现其潜力的同时，能够满足日益增长的市场需求。展望未来，微透镜技术将继续以其独特的优势，为光学领域带来更多的创新和突破。*特别声明：本公众号所发布的原创及转载文章，仅用于学术分享和传递行业相关信息。未经授权，不得抄袭、篡改、引用、转载等侵犯本公众号相关权益的行为。内容仅供参考，如涉及版权问题，敬请联系，我们将在第一时间核实并处理。