Решетка от микролещи (MLA): Ефективно използване на светлина с помощта на субмикронни лещи Бележка за приложението
Микролещите са субмикрометрови лещи (често до 10 микрона), обикновено направени от разтопен силициев диоксид поради отличните му характеристики за предаване на UV към IR лъчи. MLA са едно- или двуизмерни масиви от тези микро-лещи (лещи), оформени в квадратен ред на опаковане върху пластина. MLA обикновено се произвеждат чрез стандартни полупроводникови процеси като фотолитография и реактивно йонно ецване (RIE).
Теория
Опаковането на лещите в масив определя фактора на запълване. Кръгли лещи върху квадратна пластина ще покрият π/4 = 78.5% от пластината. По-висок коефициент на запълване е желателен и постижим чрез шестоъгълно опаковане на лещи, както се вижда на фигура 1 – но тези масиви обикновено не са приложими. Факторът на запълване определя пропускливостта на светлината на материала, отделно от пропускливостта на MLA.
MLA се прилагат в устройства, които изискват увеличаване на коефициента на оптично запълване поради метално екраниране и нефоточувствителни зони, без използването на допълнителни оптични компоненти. Например, MLA се използват в устройства със зарядна връзка (CCD), за да концентрират светлината върху своя фотодиод, а не върху метални порти за експозиция и щит, където информацията за изображението се губи.
Важни параметри
- Диаметър на обектива
- Ефективно фокусно разстояние (EFL)
- Радиус на кривина (ROC)
- Размер на масива
- Индекс на пречупване, n
- Провисване на обектива
Приложения
MLA могат да хомогенизират, колимират и изобразяват светлина от различни излъчватели, от ексимерни лазери до мощни светодиоди. Те са полезни за приложения, които изискват висока честота и негаусова равномерност.
В зависимост от случая на употреба се използват специфични типове микролещи, като например в примерите (a) и (b).
а) Лещи с индекс на градиент (GRIN).
Лещите GRIN са направени от две плоски и успоредни повърхности, където се използват само равни оптични повърхности вместо конвенционалните извити повърхности. Лещата разполага с разнообразен индекс на пречупване през лещата, което кара светлинните лъчи да се огъват вътре в лещата (Фигура 4). GRIN лещите също често се срещат във фотокопирни машини и скенери.
б) Микрофренелови лещи (MFL)
Френеловите лещи са съставени от поредица от концентрични жлебове, гравирани в пластмаса или стъкло. Действайки като отделни пречупващи повърхности, контурите огъват успоредни светлинни лъчи до общо фокусно разстояние (Фигура 5) или колимират лъча, в зависимост от посоката. Посоката на разпространение на светлината не се променя в средата, а се отклонява само на повърхността. Този обектив осигурява по-добро фокусиране в сравнение с конвенционалните лещи. MFL обикновено се използва в екраните на TLR/SLR фотоапарати.
MLA системите се използват, но не се ограничават до следните сценарии на приложение:
- Shack-Hartmann Wavefront сензор
- Медицински/естетични лазерни процедури
- Лазерна обработка на материали
- CCD и CMOS сензори за изображения
