新方法大幅度降低微透镜阵列生产中的校准误差

双面微透镜 阵列（DSMLAs）在提高光学设备性能方面发挥着至关重要的作用，支持从先进成像系统到激光光束均匀化等各种应用。然而，传统的制造方法经常会出现对准误差，从而降低这些阵列的功能和效率。

通常，这些误差是由单一材料制成的模具的均匀热膨胀引起的，而忽略了精密玻璃成型 (PGM) 所涉及的复杂热动力学。这种对准上的差异会明显影响 DSMLAs 的光学质量和性能，因此需要一种创新的解决方案来解决光学工程中的这一持久挑战。

2024年4月7日，《微系统与纳米工程》（Microsystems & Nanoengineering）杂志发表了一篇论文，详细介绍了北京理工大学的研究人员推出的一种新型策略，该策略可显著减少 DSMLA 制造过程中的对准误差。

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他们的方法主要是利用由热膨胀率不同的材料组成的模具组件，从而在成型过程中自动纠正对准误差。

通过详细的数学模型，该团队能够考虑到所选材料的独特热行为，从而精确调整模芯和套筒之间的间隙。这种优化大大降低了对准误差，实现了 DSMLAs 前所未有的精度。

传统的单一材料模具容易因材料的均匀膨胀而产生对准问题，而这种创新方法采用了膨胀率不同的材料。这种调整确保了模具在加热和冷却阶段的自我校正，显著改善了微透镜阵列的对准，为光学设备制造设定了新标准。

该研究的资深作者Tianfeng Zhou指出："我们的研究不仅解决了光学制造领域长期存在的难题，还为微透镜阵列的精度和效率确立了新的基准。在模具设计中整合多种材料标志着该行业的关键转变。

这项技术标志着光学制造领域的重大飞跃，为该行业最棘手的问题之一提供了可行的解决方案。对准误差的精细控制不仅有望提高 DSMLAs 的质量，还能提升依赖这些元件的光学设备的性能。

相关链接：https://phys.org/news/2024-05-method-minimizes-alignment-errors-microlens.html

论文链接：https://dx.doi.org/10.1038/s41378-024-00668-7