Neues Verfahren minimiert Ausrichtungsfehler bei der Herstellung von Mikrolinsenarrays

Doppelseitige Mikrolinsenarrays (DSMLAs) spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Leistung optischer Geräte und unterstützen Anwendungen von fortschrittlichen Bildgebungssystemen bis hin zur Homogenisierung von Laserstrahlen. Bei herkömmlichen Herstellungsverfahren treten jedoch häufig Ausrichtungsfehler auf, die die Funktionalität und Effizienz dieser Arrays beeinträchtigen.

Typischerweise entstehen diese Fehler durch die gleichmäßige Wärmeausdehnung von Formen aus einem einzigen Material, wobei die komplexe Wärmedynamik beim Präzisionsglasformen (PGM) vernachlässigt wird. Solche Ausrichtungsabweichungen können die optische Qualität und Leistung von DSMLAs erheblich beeinträchtigen und unterstreichen die Notwendigkeit einer innovativen Lösung für diese anhaltende Herausforderung in der optischen Technik.

Forscher des Beijing Institute of Technology haben eine neuartige Strategie vorgestellt, die Ausrichtungsfehler bei der DSMLA-Herstellung deutlich reduziert, wie in einem Artikel beschrieben wird veröffentlicht In Mikrosysteme und Nanotechnik am 7. April 2024.

Im Mittelpunkt ihrer Methode steht die Verwendung von Formbaugruppen aus Materialien mit unterschiedlicher Wärmeausdehnungsrate, wodurch Ausrichtungsfehler während des Formprozesses automatisch korrigiert werden können.

Mithilfe eines detaillierten mathematischen Modells konnte das Team das einzigartige thermische Verhalten der ausgewählten Materialien berücksichtigen und so den Abstand zwischen Formkernen und -hülsen präzise anpassen. Diese Optimierung reduziert Ausrichtungsfehler drastisch und erreicht eine beispiellose Präzision bei DSMLAs.

Dieser innovative Ansatz geht über die Einschränkungen herkömmlicher Formen aus einem einzigen Material hinaus, die aufgrund der gleichmäßigen Materialausdehnung anfällig für Ausrichtungsprobleme sind. Stattdessen werden Materialien verwendet, die sich unterschiedlich schnell ausdehnen. Diese Anpassung stellt sicher, dass sich die Form während der Heiz- und Abkühlphasen selbst korrigiert. Dadurch wird die Ausrichtung von Mikrolinsenarrays deutlich verbessert und ein neuer Standard in der Herstellung optischer Geräte gesetzt.

Tianfeng Zhou, der leitende Autor der Studie, erklärt: „Unsere Forschung befasst sich nicht nur mit einer seit langem bestehenden Herausforderung in der optischen Fertigung, sondern setzt auch einen neuen Maßstab für die Präzision und Effizienz von Mikrolinsenarrays. Die Integration unterschiedlicher Materialien in das Formendesign stellt einen entscheidenden Wandel für die Branche dar.“

Diese Technik stellt einen bedeutenden Fortschritt in der optischen Fertigung dar und bietet eine praktikable Lösung für eines der hartnäckigsten Probleme der Branche. Die sorgfältige Kontrolle von Ausrichtungsfehlern verspricht nicht nur eine Verbesserung der Qualität von DSMLAs, sondern auch eine Steigerung der Leistung optischer Geräte, die von diesen Komponenten abhängen.