Als een structuur die bestaat uit tweedimensionale arrays van microschaallenzen, heeft micro-lens array (MLA) de aandacht getrokken van zowel de academische wereld als de industrie vanwege zijn onderscheidende optische eigenschappen en brede toepassingen. Onlangs is MLA geleidelijk in diverse toepassingsgebieden gestapt, zoals wave front sensing, virtual reality/augmented reality-weergave, beam-shaping, micro-/brede kijkhoekbeeldvorming, lichtveldcamera, optische communicatie en vele andere opkomende toepassingen.

Met de traditionele MLA-fabricagebenaderingen, zoals de hot reflow, inkjet en zelfassemblage, is het echter moeilijk om asferische microlensarray (AMLA) rechtstreeks te fabriceren met een gewenste opstelling en profiel, wat de optische prestaties van AMLA bepaalt. Ondertussen belemmeren de nadelen, zoals het puin dat wordt veroorzaakt door het top-down schrijven, problemen bij de topografiecontrole en de complexiteit van het proces, deze methoden om op grote schaal te worden gecommercialiseerd.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Light:Advanced Manufacturing , heeft een team van wetenschappers, onder leiding van professor Chengqun Gui van State Key Laboratory of Advanced Lithography, The Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan, en collega's de fabricage en karakterisering van AMLA aangetoond via de single beam exposure DLWL, die kan voldoen aan de hoge eisen van optische prestaties.

Om het profiel te controleren, werd in onze studie een optimalisatiemethode gebruikt om de AMLA-profielafwijking van de gewenste te verminderen. Parallelle en verstrooide lichtbronnen werden gebruikt om de verschillende optische prestaties van de AMLA te testen, en de resultaten sluiten goed aan bij ons ontwerp. Vanwege de hoge flexibiliteit van onze aanpak kan AMLA met verschillende vulfactoren en een off-axis AMLA ook gemakkelijk worden gefabriceerd met de eenstaps fotolithografie. Ten slotte is er een auto-stereoscopische weergave met flexibele dunne film gemaakt met behulp van bovenstaande technologie, die een nieuwe manier laat zien om flexibele holografische weergave tegen lage kosten te bieden.

Vergeleken met de traditionele MLA-fabricagemethoden, is deze geavanceerde fotolithografietechnologie de hoge flexibiliteit in ontwerp, die de prestaties van veel functionele apparaten op basis van MLA aanzienlijk kan verbeteren. Deze wetenschappers vatten het voordeel en de toepassingsmogelijkheden van deze geavanceerde fotolithografietechnologie samen:

"We tonen de AMLA met afmetingen van 30 × 30 mm ² kan worden gefabriceerd binnen 8 uur 36 minuten, wat overeenkomt met een schrijfsnelheid van meer dan 100 mm ² /h. In feite kunnen we MLA fabriceren met een oppervlakte groter dan 500× 500 mm ² Ondertussen werd het profiel van gefabriceerde AMLA met succes geoptimaliseerd via een driedimensionale optische nabijheidscorrectie (relatieve profielafwijking tot 0,28%) en was de oppervlakteruwheid gemiddeld minder dan 6 nm."

"Het heeft veel toepassingsmogelijkheden, zoals een laserstraalvormer en een golffrontsensor. Om bijvoorbeeld een vrije vormstraalvormer te realiseren, moeten de microlenzen in een MLA onregelmatig worden uitgelijnd (d.w.z. de gefocuste spotarrays zijn willekeurig verdeeld) , die voor andere benaderingen een complex grijsschaalmasker vereist. Met behulp van de laser direct-schrijvende lithografietechnologie met een hoge mate van productievrijheid, kunnen we direct een off-axis MLA fabriceren om onregelmatige spot-arrays te genereren zonder dat een complex grijsschaalmasker nodig is." ze hebben toegevoegd.

"De voorgestelde AMLA-fabricagemethode op basis van de directe laserschrijflithografie kan niet alleen de moeilijkheid van het maken van complexe morfologische MLA's verminderen, maar ook zeer geschikt zijn voor industriële productie. Dit kan de voorbereidingskosten van apparaten die zijn samengesteld uit microlens, zoals zoals endoscopen, infrarooddetectoren, holografische displays, optische koppelingen, enz. Daarom zou het een grote impact hebben op de medische behandeling, redding, optische communicatie, militaire en vele andere gerelateerde gebieden", aldus de wetenschappers. + Verder verkennen

Voordelige, eenvoudige fabricagemethode klaar om microlenstoepassingen uit te breiden