En tant que structure composée de réseaux bidimensionnels de lentilles microscopiques, le réseau de micro-lentilles (MLA) a attiré l'attention des universités et de l'industrie en raison de ses propriétés optiques distinctives et de ses nombreuses applications. Récemment, MLA est progressivement entré dans divers domaines d'application, tels que la détection de front d'onde, l'affichage de réalité virtuelle/réalité augmentée, la mise en forme de faisceau, l'imagerie à angle de vision micro/large, la caméra à champ lumineux, la communication optique et de nombreuses autres applications émergentes.

Cependant, avec les approches de fabrication MLA traditionnelles, telles que la refusion à chaud, le jet d'encre et l'auto-assemblage, il est difficile de fabriquer directement un réseau de micro-lentilles asphériques (AMLA) avec un agencement et un profil souhaités, qui déterminent les performances optiques d'AMLA. Parallèlement, les inconvénients, tels que les débris induits par l'écriture descendante, les difficultés de contrôle de la topographie et la complexité des processus, empêchent ces méthodes d'être commercialisées à grande échelle.

Dans un nouvel article publié dans Light :Advanced Manufacturing , une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Chengqun Gui du State Key Laboratory of Advanced Lithography, The Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan, et des collègues ont démontré la fabrication et la caractérisation d'AMLA via l'exposition à faisceau unique DLWL, qui peut satisfaire l'exigence élevée de performances optiques.

Pour contrôler le profil, une méthode d'optimisation a été utilisée dans notre étude pour réduire l'écart du profil AMLA par rapport à celui souhaité. Des sources lumineuses parallèles et diffusées ont été utilisées pour tester les différentes performances optiques de l'AMLA, et les résultats correspondent assez bien à notre conception. En raison de la grande flexibilité de notre approche, AMLA avec différents facteurs de remplissage et un AMLA hors axe peut également être facilement fabriqué avec la photolithographie en une étape. Enfin, un affichage auto-stéréoscopique avec un film mince flexible a été préparé en utilisant la technologie ci-dessus, qui présente une nouvelle façon de fournir un affichage holographique flexible à faible coût.

Par rapport aux méthodes de fabrication MLA traditionnelles, cette technologie de photolithographie avancée est la grande flexibilité de conception, qui peut améliorer considérablement les performances de nombreux dispositifs fonctionnels basés sur MLA. Ces scientifiques résument l'avantage et les perspectives d'application de cette technologie de photolithographie avancée :

"Nous montrons l'AMLA avec des dimensions de 30 × 30 mm ² peut être fabriqué en 8 h 36 min, correspondant à une écriture à grande vitesse supérieure à 100 mm ² /h. En fait, nous pouvons fabriquer des MLA avec une surface supérieure à 500 × 500 mm ² Pendant ce temps, le profil de l'AMLA fabriqué a été optimisé avec succès via une correction de proximité optique tridimensionnelle (écart de profil relatif jusqu'à 0,28 %) et la rugosité de surface était inférieure à 6 nm en moyenne."

"Il a de nombreuses perspectives d'application, telles que le façonneur de faisceau laser et le capteur de front d'onde. Par exemple, pour réaliser un façonneur de faisceau de forme libre, les micro-lentilles à l'intérieur d'un MLA doivent être alignées de manière irrégulière (c'est-à-dire que les réseaux de points focalisés sont distribués de manière aléatoire) , qui nécessite un masque complexe en niveaux de gris pour d'autres approches. En utilisant la technologie de lithographie à écriture directe au laser avec un degré élevé de liberté de fabrication, nous pouvons fabriquer directement un MLA hors axe pour générer des réseaux de points irréguliers sans avoir besoin d'un masque complexe en niveaux de gris. ils ont ajouté.

"La méthode de fabrication AMLA proposée basée sur la lithographie à écriture laser directe peut non seulement réduire la difficulté de préparer des MLA de morphologie complexe, mais également être très adaptée à la production industrielle. Cela peut réduire considérablement le coût de préparation des dispositifs composés de micro-lentilles, telles que comme les endoscopes, les détecteurs infrarouges, les écrans holographiques, les coupleurs optiques, etc. Par conséquent, cela aurait un impact important sur le traitement médical, le sauvetage, la communication optique, l'armée et de nombreux autres domaines connexes », ont déclaré les scientifiques. + Explorer plus loin

Méthode de fabrication simple et peu coûteuse prête à étendre les applications de microlentilles