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微透镜阵列常见厂家标准品的规格比对

作者: 时间:2021-09-28

微透镜阵列,其本质是小尺寸的透镜,在衬底上,按照一定的排列组合而成的微纳光学元件。因于其独特的结构,可对光进行细致而精确的调整,可针对不同的应用,改变微透镜的尺寸和位置、面型等,以做特定设计。

微透镜阵列常见的应用主要有:光纤通信中的光纤耦合,可大大提高耦合效率,同时操作方便;波前传感,通过特定的设计,让每一个微透镜的聚焦刚好适配探测器阵列的探测面;激光加工,通过微透镜阵列加原高斯分布的光源匀化成平顶光,并整形出对应的形状,可以有效的提高激光加工的质量和效率。此外还有光场成像,光源准直等诸多用途。

目前市面上常见的微透镜阵列生产商,主要有EdmundThorlabs LimoRPCSUSS。国内微透镜阵列起步较晚于国外,维尔克斯在微透镜阵列生产上有十几年的经验,经历多年的沉淀成长,生产工艺技术逐渐逼近海外生产厂家的水平。 下表就我司和几个厂家海外厂家官网已有的标准品型号的主要参数(口径,焦距,面型和材料)做了列表。以供有需要者在采购时可清晰的对应自己需求的参数。


厂商

维尔克斯

Edmund

Tholabs

Limo

RPC

SUSS

子口经/um

28-1000

250-500

150300

5008001300

100125250

250-500

焦距/mm

0.08-153

0.6-46.70

4.15.214.6

4.23-206.5

4-30

2-11.2

镜片面型

平凸

双凸

平凸

平凸

平凸

平凸、双凸

可选材质

熔融石英、塑料、玻璃

熔融石英

熔融石英

熔融石英,BK7S-TIH53

石英上聚合物

熔融石英


EdmundThorlabs LimoRPCSUSS国外大厂相比,维尔克斯提供更多的微透镜阵列现货标准品型号,可以更快、更便捷的满足客户的需求。材质上囊括了常见的熔融石英、塑料和玻璃。在子口经以及焦距上具有更多的可选择性。子单元口径涵盖范围为28-1000μm,不同型号焦距范围包括0.08-153mm。除了现有的标准品,维尔克斯光电有限公司的微透镜阵列产品也支持定制,在定制方面,主要的要求限制有有3个:1.子单元(微透镜)的pitch值介于15-1000μm2.子单元的矢高(穹顶到衬底的高度sag)介于0.7-17μm3.只能加工单片平凸结构,双凸加工不了。只要在要求范围内,我们均可根据客户的需求提供实惠高质量高性价比的产品定制服务。

微透镜阵列材质上,均以熔石英为主,部分厂家更关注与BK7玻璃衬底上聚合物的材质。两种材质相比BK7玻璃衬底上聚合物的材质更适用批量生产。但是熔融石英在透光性和耐温性上有更优异的表现,适用于高功率光源的激光加工厂家或者实验项目。而塑料材质,使用功率推荐在mW级别,最大不建议超过2W。当然,承受问题,还与入射光斑的大小相关。

微透镜阵列结构上,更多是以平凸结构为。主要原因是平凸的加工难度会比双凸的简单,成本上会比双凸低许多,性价比更高。而且双凸结构的光路,可用两片平凸的作为代替,光路灵活性更高。而双凸结构,具有更高的特定性,虽然其适用范围不如平凸那么灵活,但是涉及到高紧凑的元件集成或者系统的稳定提高,双凸会比双片平凸微透镜阵列的光路更具优势。

至于微透镜的尺寸(或者说Pitch值)和焦距,两者之间具有一定的对应关系。不同厂家的不同设备,可加工微透镜单元的高度范围有限。微透镜的矢高sag值,进一步限定口径和焦距。通常而言,如果可加工的Sag值比较小,那么,微透镜阵列就会出现焦距小,Pitch也小的情况,两者之间的比值差异不会太大。当然,这两个参数的加工能力还与厂家的加工工艺相关。常见的熔融石英加工工艺是光刻蚀,而塑料微透镜阵列,更多是采用膜压工艺。膜压工艺虽然精度可控性不如光刻蚀,且开模费用昂贵,但是,一旦需求的量较大,批量的情况下,其成本对比熔融石英的微透镜阵列有明显的降低。

因为EdmundThorlabs LimoRPCSUSS和维尔克斯的厂家微透镜阵列生产厂家,各自面对的市场不同,所以标准品情况各不相同,部分厂家的标准品型号并不多。


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