a, I detta avbildningsexempel är B(x, y) den gaussiska strålen, E(x, y) är exponeringsdosen som provats av struktur. Flygmönstret I(x, y) som konvolverar B(x, y) och E(x, y). Slutligen beskrivs resisteffekten av den differentierbara sigmoidfunktionen, och simuleringsmönstret D(x, y) approximeras av Sigmoid (I(x, y)). b-c) Schematisk illustration av AMLA-profilen b, före och (c) efter OPC, där svarta, röda och blå linjer representerar målprofil, simuleringsprofil respektive experimentprofil för AMLA. Kredit:Shiyi Luan, Fei Peng, Guoxing Zheng, Chengqun Gui, Yi Song och Sheng Liu
Som en struktur sammansatt av tvådimensionella arrayer av mikroskala linser, har micro-lens array (MLA) uppmärksammats av både den akademiska världen och industrin på grund av dess distinkta optiska egenskaper och breda tillämpningar. Nyligen har MLA gradvis tagit sig in i olika applikationsområden, såsom vågfrontsavkänning, virtuell verklighet/förstärkt verklighetsvisning, strålformning, mikro/vid betraktningsvinkelavbildning, ljusfältskamera, optisk kommunikation och många andra nya applikationer.
Men med de traditionella MLA-tillverkningsmetoderna, såsom hot reflow, bläckstråle och självmontering, är det svårt att tillverka asfäriska mikrolinsarrayer (AMLA) direkt med ett önskat arrangemang och profil, vilket bestämmer AMLA:s optiska prestanda. Samtidigt hindrar nackdelarna, såsom skräpet som orsakas av skrivningen uppifrån och ned, svårigheter med topografikontroll och processkomplexitet, dessa metoder från storskalig kommersialisering.
I en ny artikel publicerad i Light:Advanced Manufacturing , ett team av vetenskapsmän, ledda av professor Chengqun Gui från State Key Laboratory of Advanced Lithography, Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan, och medarbetare har demonstrerat tillverkningen och karakteriseringen av AMLA via enkelstråleexponeringen DLWL, som kan tillfredsställa de höga kraven på optiska prestanda.
För att kontrollera profilen användes en optimeringsmetod i vår studie för att minska AMLA-profilens avvikelse från den önskade. Parallella och spridda ljuskällor användes för att testa AMLA:s olika optiska prestanda, och resultaten överensstämmer ganska väl med vår design. På grund av den höga flexibiliteten i vårt tillvägagångssätt kan AMLA med olika fyllningsfaktorer och en off-axis AMLA också enkelt tillverkas med enstegsfotolitografin. Slutligen har en autostereoskopisk display med flexibel tunn film förberetts med hjälp av ovanstående teknik, som visar ett nytt sätt att tillhandahålla flexibel holografisk display till låg kostnad.
a, Schematiskt diagram av en off-axis MLA. b, Tredimensionell topografi av en tillverkad off-axis MLA. c, Experimentellt fångade fokuserade fläckarrayer med den operativa våglängden på 635 nm. d, Off-axis MLA karakteriserad via SEM. e-f, SEM-bilder i partiella vyer av MLA med fyllningsfaktorer på 90,7 % och 100 %. Kredit:Shiyi Luan, Fei Peng, Guoxing Zheng, Chengqun Gui, Yi Song och Sheng Liu
Jämfört med de traditionella MLA-tillverkningsmetoderna är denna avancerade fotolitografiteknik den höga flexibiliteten i designen, som avsevärt kan förbättra prestandan hos många funktionella enheter baserade på MLA. Dessa forskare sammanfattar fördelarna med och tillämpningsmöjligheterna med denna avancerade fotolitografiteknik:
"Vi visar AMLA med måtten 30 × 30 mm 2 kan tillverkas inom 8 h 36 min, vilket motsvarar en höghastighetsskrivning som överstiger 100 mm 2 /h. Faktum är att vi kan tillverka MLA med en yta som är större än 500 × 500 mm 2 .Under tiden optimerades profilen för tillverkad AMLA framgångsrikt via en tredimensionell optisk närhetskorrigering (relativ profilavvikelse ner till 0,28 %) och ytråheten var i genomsnitt under 6 nm."
"Den har många användningsmöjligheter, såsom laserstråleformare och vågfrontssensor. Till exempel, för att realisera en friformsstråleformare, bör mikrolinserna inuti en MLA vara inriktade oregelbundet (d.v.s. de fokuserade punktmatriserna är slumpmässigt fördelade) , som kräver en komplex gråskalemask för andra tillvägagångssätt. Genom att använda laserdirektskrivningslitografitekniken med en hög grad av tillverkningsfrihet kan vi direkt tillverka en off-axis MLA för att generera oregelbundna punktmatriser utan kravet på en komplex gråskalemask." lade de till.
"Den föreslagna AMLA-tillverkningsmetoden baserad på den direkta laserskrivande litografin kan inte bara minska svårigheten att förbereda komplexa morfologiska MLA, utan också vara mycket lämplig för industriell produktion. Detta kan avsevärt minska beredningskostnaderna för enheter som består av mikrolinser, t.ex. som endoskop, infraröda detektorer, holografiska skärmar, optiska kopplare, etc. Därför skulle det ha stor inverkan på medicinsk behandling, räddning, optisk kommunikation, militär och många andra relaterade områden", sa forskarna. + Utforska vidare
