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微透鏡陣列加工鑄就微觀光學“精密矩陣”

閱讀:65      發(fā)布時間:2025-7-17
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  在光電子、成像技術以及人工智能等前沿領域,微透鏡陣列加工工藝要求嚴苛,關乎性能優(yōu)劣與應用拓展,以下從多方面剖析關鍵要點。
  材料遴選是根基,需兼顧光學特質與機械穩(wěn)定性。石英憑借超高透過率、低折射率溫度系數(shù),成為紫外至近紅外波段理想選擇,能精準聚焦光線,減少色差干擾;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)因良好塑形性、較輕質與適中折射率,適配紅外成像及輕量化需求場景,利于大規(guī)模制備。選定材料后,嚴格把控純度,微量雜質都可能散射光線、降低陣列均勻性。
  精度把控貫穿加工全程,尺寸公差近乎“毫厘必究”。單顆微透鏡直徑偏差需控制在亞微米級,確保陣列排列緊密、間距均勻,否則光路紊亂,成像失真或耦合效率驟降;表面粗糙度同樣要求達納米級,光滑表面保障光線折射、反射遵循設計軌跡,減少散射損耗,這對加工設備分辨率、工藝穩(wěn)定性提出高挑戰(zhàn)。
 

微透鏡陣列加工

 

  工藝環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,光刻技術利用深紫外光刻,將設計圖案精準轉移至基底,分辨率可達百納米以下,勾勒微透鏡雛形輪廓;接著蝕刻工藝接力,干法蝕刻各向異性佳,能垂直刻蝕材料,保證透鏡側壁陡直,濕法蝕刻則靠化學溶液選擇性腐蝕,柔化邊緣或調整曲率,二者配合雕琢出理想曲面形態(tài)。熱熔成型亦關鍵,精確控制溫度、時間,讓材料在固態(tài)下流動重塑,修正曲率誤差,塑造高精度光學表面。
  檢測環(huán)節(jié)原子力顯微鏡輕觸掃描,繪出三維表面輪廓,量化粗糙度、曲率半徑;光學檢測系統(tǒng)模擬實際光路,投射平行光,分析聚焦、衍射效果,實時反饋加工瑕疵,以便及時回爐返工。從材料甄選到精雕細琢,再到嚴苛檢測,微透鏡陣列加工步步為營,賦能科技邁向更高性能維度。
 

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