1 中国科学院上海光学精密机械研究所光芯片集成研发中心,上海 201800
2 上海科技大学,上海 201210
3 中国科学院大学,北京 100049
4 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海 201899
提出了一种用高阶抑制二维达曼光栅作为分光元件替代普通衍射光栅实现微透镜阵列焦距快速测量的方法。高阶抑制二维达曼光栅具有优良的分光效果,且高阶衍射级次能够得到有效抑制,通过信噪比的提高降低焦距测量误差。设计并制备了一分五的高阶抑制二维达曼光栅,分束后的光束经过微透镜,在其焦面附近形成高对比聚焦光斑阵列。相比常规一维光栅,所提方法通过测量每个微透镜焦面内光斑两两之间的距离,得到多个焦距值,从而有效减少测量的随机误差。实验结果表明,该方案对微透镜阵列焦距的单次测量误差小于3.5%,重复测量误差在4.5%之内。该方案对微透镜阵列的焦距分布快速评估具有实用价值。
测量 高阶抑制达曼光栅 微透镜阵列 焦距测量
1 厦门大学 萨本栋微米纳米科学技术研究院,福建厦门36005
2 福建省能源材料科学与技术创新实验室(IKKEM),福建厦门361005
3 厦门大学 航空航天学院,福建厦门61102
4 厦门大学 物理科学与技术学院,福建厦门361005
5 厦门大学 九江研究院,江西九江332000
在MLA曝光工艺中,曝光点的数量庞大,通过高倍率显微镜配合人工目检来判定曝光质量耗时耗力,造成工艺成本偏高。为了解决这个问题,设计了一种便于检测的圆环形图案并引入深度学习中的目标检测Yolov5模型,一定程度上能够取代人工目检,完成对曝光质量的快速判定。基于上述方法,分析了不同光刻胶厚度之下,线能量密度的最优区间与光刻胶的剖面倾角。并在同等线能量密度下通过圆度判定曝光图案失真情况。在本研究的MLA曝光工艺中,选取光刻胶厚度、激光曝光功率以及加工平台移动速度作为自变量,评价曝光合格率、光刻胶剖面倾角以及曝光圆度等加工质量参数具有重要的工程意义。
无掩膜光刻 微透镜阵列 曝光合格率 目标检测 maskless lithogrophy microlens array qualification rate object detection
台面型锑化铟红外焦平面探测器的制作工艺简单,量子效率高,但是填充因子较低且会随着像元尺寸的减小而进一步降低。减小台面腐蚀深度可以提高探测器的填充因子,但会增大串音。介绍了一种新型微透镜阵列的设计与制备方法,以提高锑化铟红外探测器的填充因子并减小串音。与现有的热回流微透镜阵列相比,该微透镜阵列的填充率、表面粗糙度以及尺寸均匀性能得到了较好的兼顾,可直接在锑化铟红外探测器表面制作,工艺简单。结果显示,探测器的串音降低26%,光响应提高22%。
红外焦平面探测器 锑化铟 微透镜阵列 infrared focal plane detector InSb microlens array
光子学报
2023, 52(11): 1111002
1 华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430000
2 华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430000
光片荧光显微镜具有光毒性低和3D成像容易等特点, 逐渐成为生物医学领域的关键设备。运用ZEMAX设计了一款光片荧光大数值孔径显微镜物镜, 该物镜具有针对常用荧光波长(460nm/509nm/590nm/620nm)成像优化﹑引入光阑结构来使物镜景深可调等特点, 从而能提高对光片厚度的适应性, 减少杂散光干扰, 增加系统信噪比。系统末端设计了微透镜阵列, 参考CMOS传感器像素尺寸调节, 提高了系统能量利用率。物镜总长小于45mm, 数值孔径为0.7, 放大倍率为40x, 工作距离为0.4mm, 性能指标均满足国家标准。
应用光学 显微镜物镜 光片 光阑结构 微透镜阵列 applied optics microscope objectives light sheet diaphragm structure microlens-arrays
上海交通大学 电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台,上海 200240
开发了一种和MEMS工艺兼容的基于硅微加工技术的简易硅微透镜阵列制造技术。利用光刻胶热熔法和等离子体刻蚀法相结合的方法,实现了在硅晶圆上制作不同尺寸的硅微透镜阵列的工艺过程。实验中,对透镜制作过程中的热熔工艺、刻蚀工艺进行了深入的研究。最终确定了最优的工艺参数,制备了孔径在20~90 μm、表面质量高的硅微透镜阵列。
硅微透镜阵列 光刻胶热熔法 电感耦合等离子体刻蚀 刻蚀缺陷 silicon microlens array photoresist hot melt method ICP-RIE etch defect
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
建立了基于泰森多边形排布的随机微透镜阵列激光光场复相干度调制模型,分析了旋转随机微透镜阵列参数对激光发散角以及激光光场复相干度模的影响规律。仿真与实验结果表明:子透镜单元的平均口径与曲率半径共同影响随机微透镜阵列的发散角,通过控制随机微透镜阵列子透镜单元的参数可提供特定发散角;随机微透镜阵列转速影响激光光场复相干度的模,复相干度的模随转速增加而下降,转速从0增加至4800 r/min,复相干度的模下降总幅度为96.67%,且随转速增加下降趋势逐渐变缓。
激光光学 激光光场 随机微透镜阵列 复相干度 发散角 中国激光
2023, 50(19): 1905002
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
2 天津津航技术物理研究所,天津 300308
以层叠微透镜阵列扫描成像系统的动态像差为研究目标,基于非旋转对称光学系统的矢量波像差理论,建立了层叠微透镜阵列扫描成像系统的动态波像差理论模型,提出一种可用于系统波像差计算的适用性方法。同时,将动态波像差模型应用于两片式微透镜阵列扫描结构的像差分析中,分析了多扫描视场下的初级波像差以及均方根(RMS)波前差,并计算了不同扫描视场下的初级波像差值在光学表面上的分布。所得研究结果对层叠微透镜阵列扫描成像系统的设计优化与装调实验具有理论指导和工程化意义。
成像系统 红外成像 微透镜阵列 扫描系统 动态波像差 矢量像差理论 光学学报
2023, 43(19): 1911002
电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 611731
针对传统显微镜结构复杂且视场角小等问题,提出一种两路低电压驱动的液晶微透镜阵列结构,透镜的焦距由3个电极控制,中间电极为圆孔阵列图案电极,作为孔径光阑以阻止微透镜外的杂散光。对该阵列的波前和光焦度进行了测试,搭建了一套简易液晶微透镜阵列直接成像系统,每个微透镜都对待观察物体的不同区域成像,通过近平行光照明减小相邻微透镜间的串扰,拼接所有单元图像得到完整图像。该系统无需额外的光学器件,结构简单紧凑。液晶微透镜阵列具有大视场,成像区域具备可扩展性,为实现大视场下的简易显微成像提供了新思路。
液晶微透镜阵列 电控调焦 直接成像 图像拼接 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2011004