Stort område og højpræcisionsfremstilling af asfærisk mikrolinsearray

Som en struktur sammensat af todimensionelle arrays af mikroskala linser, har micro-lens array (MLA) tiltrukket sig opmærksomhed fra både den akademiske verden og industrien på grund af dets karakteristiske optiske egenskaber og brede anvendelser. For nylig er MLA gradvist trådt ind i forskellige applikationsområder, såsom bølgefrontsføling, virtual reality/augmented reality-display, stråleformning, mikro-/bred betragtningsvinkelbilleddannelse, lysfeltkamera, optisk kommunikation og mange andre nye applikationer.

Men med de traditionelle MLA-fremstillingstilgange, såsom hot reflow, inkjet og selvmontering, er det vanskeligt at fremstille aspheric micro-lens array (AMLA) direkte med et ønsket arrangement og profil, som bestemmer AMLAs optiske ydeevne. I mellemtiden hindrer ulemperne, såsom snavset forårsaget af top-down-skrivningen, vanskeligheder med topografistyringen og proceskompleksiteten, disse metoder fra kommercialisering i stor skala.

I et nyt papir udgivet i Light:Advanced Manufacturing , et team af videnskabsmænd, ledet af professor Chengqun Gui fra State Key Laboratory of Advanced Lithography, Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan, og kolleger har demonstreret fremstillingen og karakteriseringen af ​​AMLA via enkeltstråleeksponeringen DLWL, som kan tilfredsstille det høje krav til optisk ydeevne.

For at kontrollere profilen blev der anvendt en optimeringsmetode i vores undersøgelse for at reducere AMLA-profilafvigelsen fra den ønskede. Parallelle og spredte lyskilder blev brugt til at teste de forskellige optiske ydeevner af AMLA, og resultaterne stemmer ganske godt overens med vores design. På grund af den høje fleksibilitet i vores tilgang, kan AMLA med forskellige fyldningsfaktorer og en off-akse AMLA også let fremstilles med et-trins fotolitografi. Endelig er et auto-stereoskopisk display med fleksibel tynd film blevet forberedt ved at bruge ovenstående teknologi, som viser en ny måde at give fleksibel holografisk visning til lave omkostninger.

Sammenlignet med de traditionelle MLA-fremstillingsmetoder er denne avancerede fotolitografiteknologi den høje fleksibilitet i design, som markant kan forbedre ydeevnen af ​​mange funktionelle enheder baseret på MLA. Disse videnskabsmænd opsummerer fordelene og anvendelsesmulighederne ved denne avancerede fotolitografiteknologi:

"Vi viser AMLA med dimensioner på 30 × 30 mm ² kan fremstilles inden for 8 t 36 min, svarende til en højhastighedsskrivning på over 100 mm ² /h. Faktisk kan vi fremstille MLA med areal større end 500 × 500 mm ² .I mellemtiden blev profilen af ​​fremstillet AMLA optimeret med succes via en tredimensionel optisk nærhedskorrektion (relativ profilafvigelse ned til 0,28%), og overfladeruheden var i gennemsnit under 6 nm."

"Den har mange anvendelsesmuligheder, såsom laserstråleformer og bølgefrontsensor. For at realisere en friformstråleformer bør mikrolinserne inde i en MLA f.eks. justeres uregelmæssigt (dvs. de fokuserede punktarrays er tilfældigt fordelt). , som kræver en kompleks gråskalamaske til andre tilgange. Ved at bruge laser-direkteskrivende litografiteknologien med en høj grad af fremstillingsfrihed kan vi direkte fremstille en off-akse MLA for at generere uregelmæssige punktarrays uden krav om en kompleks gråskalamaske." tilføjede de.

"Den foreslåede AMLA-fremstillingsmetode baseret på den direkte laserskrivende litografi kan ikke kun reducere vanskeligheden ved at fremstille komplekse morfologiske MLA'er, men også være meget velegnet til industriel produktion. Dette kan i høj grad reducere forberedelsesomkostningerne for enheder sammensat af mikrolinser, som f.eks. som endoskoper, infrarøde detektorer, holografiske skærme, optiske koblere osv. Derfor ville det have stor indflydelse på den medicinske behandling, redning, optisk kommunikation, militær og mange andre relaterede områder," sagde forskerne. + Udforsk yderligere

Billig, enkel fremstillingsmetode klar til at udvide mikrolinseapplikationer