方形平面微透鏡陣列的實驗研究及理論初探.pdf

1、近年來，平面微透鏡陣列的制作技術(shù)日益成熟，特別是光刻離子交換工藝.由這種方法制作的微透鏡掩埋在平面的玻璃基片表面以下，不僅光學(xué)性能均勻性好，而且陣列排列整齊具有較好的聚光、成像、準(zhǔn)直、分路、變折等功能；同時由于單元透鏡直徑小，密度高，可實現(xiàn)信息的大容量、多通道并行處理。本文著重對平面微透鏡陣列的設(shè)計、制作工藝、性能測試進(jìn)行研究，采用光刻離子交換在特制的玻璃基片上制備出新型的平面微透鏡陣列--方形孔徑平面微透鏡陣列。通過對離子交換制作技術(shù)

2、進(jìn)行完善，對設(shè)計模型及工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，使微透鏡陣列的光學(xué)性能進(jìn)一步增強，填充因子和聚光效率提高到較為理想的值；這種平面微透鏡陣列在提高探測器的靈敏度以及其它微光學(xué)成像系統(tǒng)、光學(xué)處理器等方面將得到廣闊的應(yīng)用。
　　 在理論上，本文以點源擴散作為理論基礎(chǔ)，分析了離子熱擴散的規(guī)律，得出以點源擴散為模型的掩埋式平面微透鏡的折射率是以離子交換窗口為中心的對稱分布?；诖四Ｐ?，實驗室提出了新型的方形孔徑平面微透鏡陣列，設(shè)計了其理論的模板

3、，同時探討了方形孔徑平面微透鏡陣列的光學(xué)特性和成像特性。
　　 在實驗上，通過多次實驗測量選擇了合適的離子交換溫度、熔鹽比例、祛鈦工藝并進(jìn)行了模板參數(shù)的優(yōu)化，并成功制備了窗口寬為0.2mm，中心距為0.8mm的微透鏡陣列；并通過微小光學(xué)測試系統(tǒng)，較準(zhǔn)確的測量了樣品的光學(xué)性能(如折射率分布、截距、數(shù)值孔徑等)，其填充系數(shù)可達(dá)95％以上。測量結(jié)果顯示該透鏡陣列的抗壓抗高溫能力強，像差較小，成像質(zhì)量均勻。
　　 對微透鏡陣列結(jié)