Mikro Mercek Dizisi (MLA): Mikron Altı Mercekler Kullanarak Işığın Verimli Kullanımı Uygulama Notu

Mikro lensler, UV'den IR ışınlarına mükemmel iletim özellikleri nedeniyle tipik olarak erimiş silikadan yapılan mikrometre altı lenslerdir (genellikle 10 mikrona kadar). MLA'lar, bu mikro lenslerin (mercekcikler) bir veya iki boyutlu dizileridir ve bir levha üzerinde kare şeklinde bir paketleme sırasına göre desenlendirilmiştir. MLA'lar genellikle fotolitografi ve reaktif iyon aşındırma (RIE) gibi standart yarı iletken işlemler kullanılarak üretilir.

teori

Bir dizideki lenslerin yerleşimi, doldurma faktörünü belirler. Kare bir levha üzerindeki dairesel lensler, levhanın π/4 = %78.5'ini kaplayacaktır. Daha yüksek bir doldurma faktörü arzu edilir ve Şekil 1'de görüldüğü gibi mercekciklerin altıgen olarak paketlenmesiyle elde edilebilir - ancak bu diziler genellikle uygulanamaz. Doldurma faktörü, MLA'nın geçirgenliği dışında, malzemenin ışık çıkışını belirler.

Mikro Lens Dizisi 1
Şekil 1. Kare/altıgen düzenleme deseni

MLA'lar, metalik koruma ve ışığa duyarlı olmayan alanlar nedeniyle optik dolgu faktöründe artış gerektiren cihazlarda, ek optik bileşenler kullanılmadan uygulanır. Örneğin MLA'lar, şarj bağlantılı cihazlarda (CCD) ışığı, görüntüleme bilgilerinin kaybolduğu metalik pozlama kapıları ve kalkan yerine fotodiyoduna yoğunlaştırmak için kullanılır.

Mikro Lens Dizisi 3
Şekil 2. Geleneksel bir lensin parametreleri
Mikro Lens Dizisi 5
Şekil 3. Tek/çift yüzeyli mercekçik ışın diyagramı

Önemli Parametreler

  • Objektif Çapı
  • Etkin Odak Uzaklığı (EFL)
  • Eğrilik Yarıçapı (ROC)
  • Dizi Boyutu
  • Kırılma İndeksi, n
  • Mercek Sarkması

Uygulamalar

MLA'lar, excimer lazerlerden yüksek güçlü LED'lere kadar çeşitli yayıcılardan gelen ışığı homojenleştirebilir, paralelleştirebilir ve görüntüleyebilir. Yüksek frekans ve Gauss olmayan tekdüzelik gerektiren uygulamalar için kullanışlıdırlar.

Kullanım durumuna bağlı olarak, (a) ve (b) örneklerinde olduğu gibi belirli mikro mercek türleri kullanılır.

a) Gradient-Index (GRIN) lensler

GRIN lensler, geleneksel eğimli yüzeyler yerine sadece düz optik yüzeylerin kullanıldığı iki düz ve paralel yüzeyden yapılmıştır. Mercek, mercek boyunca ışık ışınlarının merceğin içinde bükülmesine neden olan değişken bir kırılma indisine sahiptir (Şekil 4). GRIN lensleri, fotokopi makinelerinde ve tarayıcılarda da yaygın olarak bulunur.

Mikro Lens Dizisi 7
Şekil 4. Işık ışınlarının içeride bükülmesine neden olan GRIN merceği

b) Mikro-Fresnel Lensler (MFL)

Fresnel lensler, plastik veya cama oyulmuş bir dizi eşmerkezli oluktan oluşur. Bireysel kırılma yüzeyleri olarak hareket eden konturlar, paralel ışık ışınlarını ortak bir odak uzaklığına (Şekil 5) büker veya yöne bağlı olarak ışını paralelleştirir. Işığın yayılma yönü bir ortam içinde değişmez, sadece yüzeyde sapar. Bu lens, geleneksel lenslere kıyasla daha iyi odaklama performansı sağlar. MFL, TLR/SLR kamera ekranlarında yaygın olarak kullanılır.

Mikro Lens Dizisi 9
Şekil 5. Işınların odaklanmasına neden olan MFL lens

MLA sistemleri aşağıdaki uygulama senaryolarında kullanılır, ancak bunlarla sınırlı değildir:

  • Shack-Hartmann Wavefront Sensörü
  • Medikal/Estetik Lazer Tedavileri
  • Lazer Malzeme İşleme
  • CCD & CMOS Görüntü Sensörleri

Bilgi Formu

İletişim Formu

Kuruluşunuzun e-postasını kendi etki alanıyla (varsa) kullanmanızı öneririz.