高有效孔径比面阵石英微透镜阵列研究

为了提高可见光CCD图像传感器的填充因子从而提高CCD的信噪比,在石英基片上制作了516×516元的微透镜阵列.本文对石英微透镜阵列的制作工艺过程进行了详细讨论.最后的测量结果表明所制作的微透镜阵列有优良的表面轮廓和较好的几何尺寸均匀性.其实测有效孔径比可达到92.8%,极大提高了微透镜阵列的聚光效率.     

光电子技术

TNZ 2005020122 提高C CD图象传感器填充因子的微透镜阵列的研究/柯才军,易新 建,赖建军(华中科技大学)11红外与激光工程一2 004,33(2)一 209一212 为了提高可见光CCD图象传感器的探测灵敏度,提出了516x516 元石英微透镜阵列的设计方法,并简要介绍了其制作工艺.测量结果表 明,所制作的微透镜阵列有优良的表面轮廓、较好的几何尺寸均匀性和 光学性能,大幅度地提高了CCD图象传感器的填充因子.图7表2 参7(木) TN204.1 2005020126 掺杂晶体C do35Hgo.65GaZS4的光学特性/黄金哲,任德明,胡 孝勇,曲彦臣(哈尔滨工业大学)11物理学报一2 004,…     

CCD图像传感器的微透镜阵列设计与实验研究

为了最大程度地改善CCD图像传感器的填充因子,进行了用于与CCD集成的微透镜阵列的光学优化设计,并与实验结果进行了对比。测试结果表明,所设计的透镜阵列使CCD的填充因子提高2.9倍,相对光谱响应增加了0.2。所设计的透镜对于改善CCD入射信号光的光强分布、提高光利用效率,从而提高CCD的光电性能有显著效果。     

微透镜阵列的制作及其与图像传感器的集成

介绍了利用硅、熔融石英和聚酰亚胺等材料制作折射和衍射微透镜阵列的工艺和结果,以及这些微透镜阵列分别与红外、可见光图像传感器的集成应用.微透镜与红外256×256PtSiCCD的集成结果表明,微透镜填充系数提高了2.3倍,成像质量明显改善.     

使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像

光场成像可以获取场景的三维信息。通过在主透镜和图像传感器之间插入一个微透镜阵列,不仅可以记录光线的辐射度,还记录了光线入射的方向。提出了使用梯度折射率液晶微透镜阵列进行光场成像的方法。该阵列基于向列相液晶材料,利用其各向异性和双折射的特点,通过紫外光刻技术和湿法刻蚀技术制作,具有圆孔阵列图案。在该阵列的上下电极之间加载一个交流电压信号后,每个微透镜可以有效会聚入射光,搭建了测试系统来测试该阵列的聚焦特性和焦距。将该阵列与一个主透镜和一片图像传感器耦合得到一个光场成像相机,并使用该相机采集了图像。     

软刻蚀复制技术制作聚合物微透镜阵列

介绍了利用软刻蚀紫外模塑技术制作复制聚合物折射和衍射微透镜阵列的工艺过程.实验过程和测试结果表明,聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具可以完好地将母版上的微透镜阵列复制到硅或玻璃材料上的光敏胶上,并可多次使用,且母版无损伤.此技术具有速度快,工艺简单的特点,可用于微透镜与图像传感器的单片集成.     

使用液晶微透镜的高分辨率三维重建双模相机

提出了一种基于液晶微透镜阵列的双模成像相机。该相机通过打开或者关闭加载在液晶微透镜阵列上的低频电压信号可以快捷地在传统平面成像模式和光场成像模式之间进行切换。液晶微透镜阵列通过常规紫外光刻和湿法刻蚀技术制作而成。通过将液晶微透镜阵列和感光传感器阵列以及主镜头耦合到一起,构造了一个双模成像相机的原型。通过该双模成像相机开展了相关实验,获取了同一目标物的光场图像和平面图像,并对孔径设计和两种工作模式下的景深进行了分析,给出了光场成像模式下目标物三维信息的计算方法,通过将三维光场数据和对应二维平面数据的信息进行融合获得了高分辨率三维图像。     

8相位256×256衍射微透镜的设计与制作

介绍了衍射微透镜阵列的设计原理与制作工艺方法,在此基础上研制出适用于3～5μm波长256×256PtSi红外焦平面的8相位256×256硅衍射微透镜阵列,阵列中微透镜的孔径为50μm,透镜F数为f/2.5,微透镜阵列的中心距为50μm.实测衍射效率大于80%,能在红外波前传感器中较好应用.     

一种新的微透镜阵列制作技术

介绍了一种利用光刻、等离子体刻蚀和高温热熔等工艺在PMMA材料上制作折射微透镜的新方法,该方法具有刻蚀工艺容差大、热熔后球冠形貌好、易于和CCD实现工艺集成等优点。经过对各个工艺参数的优化实验,制备出了具有良好球冠形貌的微透镜阵列,并成功与256×256内线转移CCD完成了工艺集成,集成后微透镜阵列的整体形貌和尺寸与设计值相吻合。     

新型传感器讲座 第七讲 线列CCD图像耦合传感器(下)

三、CCD图像传感器的应用 CCD图像传感器已经在国外得到广泛的应用,但是目前在国内还没有形成商品化。下面介绍一些实例,有助于推动CCD图像传感器应用研究的开展。 (一)长度测量用CCD图像传感器可以进行长度的非接触精密测量。由于测量的迅速和数据处理方便,因此可用于自动生产线的监控上。图7是一个钢管长度监测系统的实例。在被测钢管(1)的背后放两个荧光灯(2)、(3)作为光源,两荧光灯之间的距离LT已知。荧光灯未被钢管遮住的部分L_1和L_2经两个透镜分别聚焦在两个COD传感器上。根据传感器输出信号的脉冲数,光敏元的尺寸以及透镜光学系统的放大倍数即可求得L_1和L_2.最后由     

微透镜阵列显示技术研究

通过对微透镜阵列结构进行深入研究,揭示了微透镜阵列对微图形的放大原理。并在此基础上,找到了微透镜阵列结构参数、微图形结构参数与微图形阵列移动速度、移动方向以及放大倍率之间的关系,利用微透镜阵列实现了对微图形放大、动态、立体的显示。     

一种新型聚合物微透镜阵列的制造技术

提出了一种利用软模压印制备微透镜阵列的技术.采用传统的光刻胶热熔方法制备微透镜阵列母板,利用复制模具的方法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上得到一个和母板表面图形相反的模具,最后通过压印的方法把PDMS模具上的图形转移到涂有紫外固化胶的玻璃基片上,待紫外胶完全固化后可得到和母板一致的微透镜阵列.经过测试微透镜阵列的焦点图像和表面形貌可发现最后制备的微透镜阵列表面形貌均匀、聚焦性能良好、光忖强均匀.     

一种掩埋式复眼微透镜阵列

模仿生物复眼,采用光刻离子交换法,在球面玻璃基片中制作了折射率呈三维梯度变化、排列紧密和光学性能良好的微透镜阵列。单元微透镜孔径呈正六角形,光斑大小为4．92μm,相邻透镜元中心距为0．5mm,掩埋透镜高为0．194mm。微透镜阵列具有对称均匀的光学特性,截距自中心至边缘逐渐变小,数值孔径（N．A．）自中心向边缘逐渐变...     

微透镜阵列扫描成像系统的衍射分析与研究

微透镜阵列是微光学元件典型器件之一,广泛的应用于光束整形、精密测量、光学成像等场景。本文研究了微透镜阵列扫描成像系统的工作机理,并重点分析了影响成像质量的光场衍射效应和杂散光串扰,完成了微透镜阵列扫描成像系统衍射效应的推导与仿真,揭示了衍射效应与焦距及子单元孔径之间的关系,为微透镜阵列扫描成像系统的实际应用提供了导向,并为微透镜阵列的光束控制应用提供理论支撑,为微透镜阵列的建模、设计等提供依据。     

高填充因子微透镜阵列的快速制备及特性分析

微透镜阵列是一种被广泛应用于光信息处理、光传感、光计算、光通信和高灵敏度成像等领域的精密光学元器件之一。通过一些先进的制造技术已经可以制造出不同几何形状、轮廓和光学特性的微透镜阵列。然而,由于三维微制造工艺的难度,使得高填充因子微透镜阵列中的微透镜很难实现紧密排列。提出了一种快速、低成本的微流体操纵技术,用于制备高填充因子微透镜阵列,且对其制备工艺进行了初步的演示。这种易于操作的制造技术适用于微透镜阵列的大批量生产,极大地提高了生产效率。通过预先制备出的三种不同尺寸(微柱直径分别为300、500、700 μm)的微柱,实现了与其对应不同形状和尺寸的微透镜阵列的制备,并搭建了一套光学成像系统以对这些微透镜阵列进行成像性能的评估。主要对微透镜阵列的焦距、成像精度和每个微透镜阵列中各个微透镜子单元成像的均一性进行测试,利用所提出的微流体操控技术制备的微透镜阵列具有良好的成像性能,有望能够被应用到三维成像、光均匀化等诸多应用中。     

基于微透镜阵列光束均匀化的傅里叶分析

为了提高高功率固体激光器泵浦光束的均匀性,分析了成像型和衍射型微透镜阵列匀化光束的基本原理,基于菲涅尔衍射和傅里叶变换公式,推导出了微透镜阵列焦平面上光强分布的解析表达式,比较了两种光束微透镜阵列对光束匀化的效果。同时,研究了成像型微透镜阵列子透镜的相对孔径及微透镜阵列间距对光强分布的影响。结果表明,成像型微透镜阵列具有更好地匀化效果,且子透镜孔径是影响光束均匀性最主要的因素。     

线列混合型石英微透镜/红外探测器阵列的研究

阐述了利用离子束刻蚀技术制作线列长方状拱面石英微透镜阵列的工艺方法，对所制微光学元件的光学性能进行了测试和讨论，所制成的石英微透镜阵列器件在线列ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高Ｔｃ超导薄膜红外探测器上得到了应用。实验结果表明，混合型的石英微透镜／红外探测器结构显著改善了线列ＹＢＣＯ高温超导薄膜红外探测器的光响应特性。     

微小光学与异形孔径微透镜阵列研究

讨论了微小光学的发展和异形孔径(正方形和六角形)微透镜阵列的制作。自聚焦透镜的制作加速了微小光学的产生,微透镜阵列器件的应用,促使微小光学迅猛发展,异形孔径微透镜阵列的研制,开创了微小光学新的研究领域。重点对异形自聚焦透镜和异形孔径微透镜阵列的理论和实验研究工作进行讨论,给出了有益的结果。     

Design, Fabrication, and Integration Technology of Large-Scale Microlens Array for Infrared Charge Coupled Device Application

Infrared charge coupled device (IRCCD) integration with microlens array is an effective method for improving the detecting sensitivity of IRCCD sensors. In this paper, we present the diffractive microlens array (MLA), which is manufactured by the submicron photolithography technology and magnetically enhanced reactive ion etching (MERIE) on infrared quartz substrate. The integration procedure between microlens array and PtSi Schottky-barrier IRCCD chip is introduced in detail. The optical response of IRCCD sensor with microlens array is tested and the average response increases 0.23 in the spectral range of 1.2～5.0 μm. The measuring results show that the large-scale diffractive microlens array is able to improve the detecting sensitivity of IRCCD and that the integration technology mentioned is available.     

Fabrication of a 100%fill-factor silicon microlens array

正A simple method has been developed for the fabrication of a silicon microlens array with a 100%fill factor and a smooth configuration.The microlens array is fabricated by using the processes of photoresist(SU8- 2005) spin coating,thermal reflow,thermal treatment and reactive ion etching(RIE).First,a photoresist microlens array on a single-polished silicon substrate is fabricated by both thermal reflow and thermal treatment technologies. A typical microlens has a square bottom with size of 25μm,and the distance between every two adjacent microlenses is 5μm.Secondly,the photoresist microlens array is transferred to the silicon substrate by RIE to fabricate the silicon microlens array.Experimental results reveal that the silicon microlens array could be formed by adjusting the quantities of the reactive ion gases of SF_6 and O_2 to proper values.In this paper,the quantities of SF_6 and O_2 are 60 sccm and 50 sccm,respectively,the corresponding etch ratio of the photoresist and the silicon substrate is 1 to 1.44.The bottom size and height of a typical silicon microlens are 30.1μm and 3μm,respectively. The focal lengths of the microlenses ranged from 15.4 to 16.6μm.