异形孔径微透镜及阵列研究

摘要：本文介绍了采用两步法制作的方形和六角形自聚焦透镜及其阵列，并对它们的主要性能进行了测量。利用光刻离子交换工艺制作异形孔径变折射率平面微透镜阵列和采用热熔工艺制作的异形孔径树酯微透镜阵列。给出了阵列的光学特性参数和实物照片，此微透镜阵列排整齐、光学性能均匀，由于变折射率区域有微小重叠，填充系数可达9596以上，成像质量很好。

关键词：方形孔径，六角孔径，变折射率透镜，微透镜阵列

1.前言

微透镜阵列是一种重要的基础元件，在光信息领域有广泛的应用。以前制作的微透镜及阵列，其单元透镜都是圆柱形或半球形，填充系数(有效传光面积与总受光面积之比)不大，其理论极限值u。对正方排列而言为78．5％，对六角紧密排列而言为90．7％。总有一些信息被泄漏，造成传输信息的丢失和失真。为了解决微透镜阵列填充系数低这一难题，在生物复眼的启示下，我们在过去工作基础上，采用光学微加工工艺，首次制作出嵋一一。方形、六角形自聚焦透镜及阵列，方形和六角孔径平面微透镜阵列和高分子聚合物微透镜阵列，对其主要光学特性进行了实验研究，得到了可喜的结果。

2.方形、六角形自聚焦透镜的制作及光学性能研究

(1)制作工艺

第一：先成形后交换工艺[2‘410就是先制作对边距为1．4m左右的方形玻璃丝，然后在540±150C的硝酸盐中进行离子交换60—80小时以改变折射率分布，再将交换好的玻璃丝按确定尺寸加工成自聚焦透镜，最后对样品的主要光学特性进行测量。图1为方形自聚焦透镜的成像照片和3×3方形自聚焦透镜线阵列的多重像和综合像照片。在阵列中，每个透镜元都可以对I=l标单独成像，这就足方彤fj聚焦透镜的多重像，在一定条件F(^聚焦透镜。定K度)，自聚焦透镜阵列中的每十透镜对}i标所成像相互叠加．形成个盘加像，这就足^形自聚焦透镜阵列的综合像。

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