Micro-Lens Array (MLA): การใช้แสงอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เลนส์ Sub-Micron หมายเหตุการใช้งาน
เลนส์ไมโครเป็นเลนส์ที่มีขนาดต่ำกว่าไมโครมิเตอร์ (มักสูงถึง 10 ไมครอน) โดยทั่วไปแล้วจะทำด้วยซิลิกาหลอมละลาย เนื่องจากมีคุณสมบัติการส่งผ่านรังสี UV ไปยังรังสี IR ได้อย่างดีเยี่ยม MLA คืออาร์เรย์หนึ่งหรือสองมิติของเลนส์ไมโคร (เลนส์เล็ก) เหล่านี้ ซึ่งมีลวดลายตามลำดับการบรรจุสี่เหลี่ยมจัตุรัสบนแผ่นเวเฟอร์ โดยทั่วไป MLA จะถูกผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์มาตรฐาน เช่น การพิมพ์หินด้วยแสงและการกัดกรดปฏิกิริยา (RIE)
ทฤษฎี
การบรรจุเลนส์ในอาร์เรย์จะเป็นตัวกำหนดปัจจัยการเติม เลนส์ทรงกลมบนเวเฟอร์สี่เหลี่ยมจะครอบคลุม π/4 = 78.5% ของเวเฟอร์ ปัจจัยการเติมที่สูงขึ้นเป็นสิ่งที่ต้องการ และสามารถทำได้โดยการบรรจุเลนส์เล็ตแบบหกเหลี่ยมตามที่เห็นในรูปที่ 1 – แต่อาร์เรย์เหล่านี้มักจะใช้ไม่ได้ ปัจจัยการเติมกำหนดปริมาณแสงของวัสดุ นอกเหนือจากค่าการส่งผ่านของ MLA
MLAs ถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการการเพิ่มปัจจัยการเติมแสงเนื่องจากการหุ้มด้วยโลหะและพื้นที่ที่ไม่ไวต่อแสง โดยไม่ต้องใช้ส่วนประกอบออปติคัลเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น MLA ใช้ในอุปกรณ์คู่การชาร์จ (CCD) เพื่อรวมแสงไปที่โฟโตไดโอดแทนที่จะเป็นประตูรับแสงและแผงป้องกันโลหะ ซึ่งข้อมูลการถ่ายภาพจะสูญหายไป
พารามิเตอร์ที่สำคัญ
- เส้นผ่าศูนย์กลางเลนส์
- ความยาวโฟกัสที่มีประสิทธิภาพ (EFL)
- รัศมีความโค้ง (ROC)
- ขนาดอาร์เรย์
- ดัชนีการหักเหของแสง น
- เลนส์หย่อนคล้อย
การใช้งาน
MLA สามารถทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ปรับสี และแสงภาพจากอิมิตเตอร์ต่างๆ ตั้งแต่เลเซอร์เอ็กไซเมอร์ไปจนถึง LED กำลังสูง มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องการความถี่สูงและความสม่ำเสมอแบบ non-gaussian
ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งาน มีการใช้เลนส์ไมโครบางประเภท เช่น ในตัวอย่าง (a) & (b)
ก) เลนส์ Gradient-Index (GRIN)
เลนส์ GRIN ทำจากพื้นผิวเรียบและขนานกัน 4 ชิ้น ซึ่งใช้เฉพาะพื้นผิวออปติคัลระนาบแทนพื้นผิวโค้งทั่วไป เลนส์มีดัชนีการหักเหของแสงที่หลากหลายผ่านเลนส์ ซึ่งทำให้ลำแสงโค้งงอภายในเลนส์ (ภาพที่ XNUMX) เลนส์ GRIN มักพบในเครื่องถ่ายเอกสารและสแกนเนอร์
ข) เลนส์ไมโครเฟรส (MFL)
เลนส์เฟรสประกอบด้วยชุดของร่องศูนย์กลางที่สลักลงในพลาสติกหรือแก้ว ทำหน้าที่เป็นพื้นผิวหักเหแต่ละส่วน โครงร่างจะโค้งงอลำแสงคู่ขนานให้มีความยาวโฟกัสร่วมกัน (รูปที่ 5) หรือปรับลำแสงให้เท่ากัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทาง ทิศทางการแพร่กระจายของแสงไม่เปลี่ยนแปลงภายในตัวกลาง แต่เบี่ยงเบนที่พื้นผิวเท่านั้น เลนส์นี้ให้ประสิทธิภาพการโฟกัสที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับเลนส์ทั่วไป MFL มักใช้ในหน้าจอกล้อง TLR/SLR
ระบบ MLA ใช้ใน แต่ไม่จำกัดเพียงสถานการณ์การใช้งานต่อไปนี้:
- เซ็นเซอร์ Wavefront ของ Shack-Hartmann
- การรักษาด้วยเลเซอร์ทางการแพทย์/ความงาม
- การประมวลผลวัสดุด้วยเลเซอร์
- เซ็นเซอร์ภาพ CCD และ CMOS
