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不同口径形状的子单元微透镜阵列简要介绍

(2022-04-09 16:56:34)
标签:

子单元口径

微透镜阵列

透镜阵列

平顶光整形

复眼透镜

分类: 知识、技巧

方形子单元微透镜阵列,亦我是司标准品最多的微透镜阵列阵列。国内绝大部分的微透镜阵列子单元边沿之间都会存在一定的间隙,子单元无间隙的微透镜阵列国外也少有能生产的厂家。我司现阶段标准品生产工艺间隙宽度是2-3μm,可以精细至1μm。基于这个间隙的存在,微透镜阵列的子单元虽然为方形,但是也做不到100%的占空比。我司满布的方形微透镜阵列其占空比大于93%,而这个参数会随着设计的Pitch值增大而提高。占空比高,其信息收集能力愈好,但方形的像差会比较严重,所以在成像方面效果没有那么理想。

 

不同口径形状的子单元微透镜阵列简要介绍

微透镜阵列,亦称为复眼透镜,作为二维折射型光学元件的典型元件之一,在结构与功能上与传统的光学元件有显著不同。不仅结构复杂,加工难度也高出许多,但同时也早就了其在诸如:三维成像、哈特曼传感器、波前传感、激光匀化、光纤耦合、光场成像等诸多应用中的不俗表现。常见的折射型微透镜,其子单元形状主要有圆、方、矩形、六边形和随机五中。不同的形状的微透镜阵列的性质和应用各有区别,本文就常见的几种不同口径形状的微透镜阵列区别和应用差异做了简要介绍。

 

圆口径的复眼透镜,该形状的微透镜阵列分为方形和插空两种排列方式。我司常件的标准品微透镜阵列中以正方形排列为主。方形排列,其对角还有更大的空余间隙,所以其占空比相比于方形会小很多,大约为73%。圆形的微透镜阵列,在成像方面比其他形状更优异,像差更好。圆型微透镜阵列主要用于:激光匀化,照明匀化,三维成像和光场成像等应用。此外,圆口经的微透镜阵列在光纤耦合上也有优异的表现。


 

六边形的复眼透镜,因其结构外观类似蜂巢,也被称为蜂巢镜。该形状的子单元,以六边形排列为主。蜂巢镜在激光匀化和照明匀化的领域是比较少见的,当然也不排除会有特别的需求。六边形微透镜阵列,更多是用于医美行业,也即是常见的激光点阵美容。


 方形复眼透镜主要用于激光的平顶光整形,因为激光匀化的出射光斑形状与微透镜阵列的子单元形状挂钩,相应的,方形微透镜阵列,其匀化出射光斑形状为方形,而方形匀光光斑在诸如划线、刻槽和焊接等等应用中较为常见。此外,方形微透镜阵列还多用于施密特传感器,波前探测,方形照明光斑匀化。


与方形相近的矩形,其特点接近。该口径形状的微透镜阵列用在激光匀化的方形平顶光整形为主,也有用于矩形光斑的照明。


 随机微透镜阵列,顾名思义,其子单元的形状和排列方式都是随机的,实际中的这类微透镜阵列,更多是一种伪随机,而不是真的,绝对随机。随机微透镜阵列,也称为diffuser,中文别称就是熟悉的工程散射片。其主要的作用是高斯光源匀化和照明匀化。其匀化同规则微透镜阵列一样具有宽波段可用的优点,且可以根据设计的不同,出射对应的圆形、方形、矩形等多种图样。但规则微透镜阵列的匀化会受到光源的相干性影响,而随机微透镜阵列则不会,即便是高相干性光源,一样可出射不俗的效果。理论上,该微透镜阵列的设计出射发散角越大,其匀化的效果越好。

 

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