衡量微透镜光学质量的性能参数有很多,对于折射微透镜有焦距、表面粗糙度、阵列均匀性等物理参数和点扩散函数等光学性能参数,而对于衍射微透镜有衍射效率这一重要参数。目前,针对微透镜参数的测量方法有多种,如干涉法、CCD直接成像法、哈特曼波前传感器测量法、刀口振动法、莫尔法、泰伯效应法等等,各种方法所利用的光学原理各不相同,也各有优缺点。 szx7CP`<8
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微透镜阵列的填充因子ρ是指单元元件的有效通光面积S_0与单元总面积S_total的比值,它决定了元件对光能的汇聚和发散能力。填充因子与元件的形状和排列方式有关,如采用圆孔径,传统的正交排列微透镜阵列的填充因子最大为78.5%,六边形排列微透镜阵列的填充因子最大为90%。而采用方形孔径和六边形孔径填充方式,理论上填充因子可达到100%,但由于透镜孔径边缘处面形误差的存在使得其有效折光能力下降,填充因子会降低。面形轮廓的控制范围越大,则加工误差越小,填充因子就越高。 G 0;5I_D/
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表面粗糙度表征了微单元表面上的平整度。由于微光学元件在加工过程中包括多个工艺步骤,而且光刻胶、基片及去离子水的洁净度的高低,或在光刻过程中都会影响元件表面的粗糙度。 \E3evU
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使用原子力显微镜测出了一组微透镜孔径的直径(D)和厚度(h),见下表。阵列样品中随机选取的10透镜的直径、厚度、焦距等参数。微透镜焦距均匀性误差定义为: N-4k
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σ_f=(f_max-f_min)/f ̅ ×100% -$js5Gx1
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式中,f_max为微透镜列阵子单元焦距最大值,f_min为最小值,f ̅为焦距平均值。 1JI\e6]I
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通过抽样测量单元透镜的浮雕深度,利用(2.7)式计算出对应单元的焦距,由测试结果得出焦距的平均值为62.56um,均方根差为2.96um,焦距的均匀性误差为0.4%。分析制作的微透镜阵列的阵列均匀性小于1%。因此可认为此微透镜阵列均匀性很高。 &