微透镜阵列 (MLA)：使用亚微米透镜有效利用光应用说明

微透镜是亚微米透镜（通常最大为 10 微米），通常由熔融石英制成，因为它具有出色的紫外线到红外线传输特性。 MLA 是这些微透镜（小透镜）的一维或二维阵列，在晶圆上以方形堆积顺序图案化。 MLA 通常使用光刻和反应离子蚀刻 (RIE) 等标准半导体工艺制造。

理论

阵列中透镜的封装决定了填充因子。 方形晶圆上的圆形小透镜将覆盖晶圆的 π/4 = 78.5%。 更高的填充因子是可取的，并且可以通过如图 1 中所示的小透镜的六边形堆积来实现——但这些阵列通常不适用。 除了 MLA 的透射率之外，填充因子还决定了材料的光通量。

MLA 在由于金属屏蔽和非光敏区域而需要增加光学填充因子的设备中实现，而无需使用额外的光学组件。 例如，MLA 用于电荷耦合器件 (CCD) 以将光集中到其光电二极管，而不是成像信息丢失的金属曝光门和屏蔽。

重要参数

应用

MLA 可以对来自各种发射器（从准分子激光器到高功率 LED）发出的光进行均化、准直和成像。 它们对于需要高频和非高斯均匀性的应用非常有用。

根据用例，使用特定类型的微透镜，例如 (a) 和 (b) 中的示例。

a) 梯度折射率 (GRIN) 镜片

GRIN 透镜由两个平面和平行表面制成，其中仅使用平面光学表面而不是传统的曲面。 该透镜具有不同的折射率，可导致光线在透镜内弯曲（图 4）。 GRIN 镜头也常见于复印机和扫描仪中。

b) 微型菲涅尔透镜 (MFL)

菲涅尔透镜由刻在塑料或玻璃上的一系列同心凹槽组成。 作为单独的折射表面，轮廓将平行光线弯曲到一个共同的焦距（图 5），或准直光束，具体取决于方向。 光的传播方向在介质内不会改变，只是在表面发生了偏移。 与传统镜头相比，该镜头提供了更好的对焦性能。 MFL 通常用于 TLR/SLR 相机屏幕。

MLA系统用于但不限于以下应用场景：

• Shack-Hartmann 波前传感器
• 医学/美容激光治疗
• 激光材料加工
• CCD 和 CMOS 图像传感器