微型透鏡陣列（MLA）可用于廣泛的領(lǐng)域，從汽車、醫(yī)療、消費(fèi)和工業(yè)光學(xué)到航空航天儀器的優(yōu)異傳感器。它們可以對(duì)來(lái)自不同光源（如LED或激光器）的光線進(jìn)行準(zhǔn)直、勻化和成像。近年來(lái)，MLA在照明方面的使用需求越來(lái)越少，但在各種傳感器中的使用卻越來(lái)越多。由于其出色的光學(xué)特性，MLA通常是成像和非成像光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。

   生產(chǎn)流程–激光材料處理                 成像傳感器                       醫(yī)療–激光理療

MLAs通常包含許多非球面/球面透鏡，以不同類型的排列方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并精準(zhǔn)地安置在晶圓基片上。

對(duì)于高質(zhì)量的MLA來(lái)說(shuō)，精準(zhǔn)的非球面透鏡面型是必要的，而且所有微型透鏡也要求被精準(zhǔn)地安放到位。對(duì)MLA的工業(yè)檢測(cè)通常是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。特別是當(dāng)這些設(shè)備是利用微細(xì)加工技術(shù)大量生產(chǎn)時(shí)，不僅測(cè)量精度很重要，而且測(cè)量速度也很重要。

Form Talysurf® PGI Matrix

Form Talysurf® PGI Matrix是專門為MLA的自動(dòng)測(cè)量而開發(fā)的。它采用了泰勒·霍普森的磚利相位光柵干涉（PGI）傳感器，與其他傳統(tǒng)的輪廓儀相比，它可以提供更大的測(cè)量范圍和更高的分辨率，并提供出色的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。

PGI Matrix 得益于其強(qiáng)大的功能，能夠?qū)Ω鞣N類型的單鏡頭或多鏡頭進(jìn)行快速檢查。

·        易于對(duì)不同類型的MLA進(jìn)行編程

·        根據(jù)鏡片設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)在測(cè)量過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的問題

·        預(yù)估測(cè)量時(shí)間

·        基于表面形狀自動(dòng)找頂點(diǎn)功能

·        自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)和測(cè)量

·        能夠測(cè)量光學(xué)表面散光誤差（多方向測(cè)量）

·        各種類型MLA的批量測(cè)量

·        支持一鍵重新分析所有鏡片，而無(wú)需再次測(cè)量

案例1 -網(wǎng)格狀MLA

使用PGI Matrix測(cè)量一個(gè)以網(wǎng)格方式排列的、由1.1mm CA的鷗翼非球面透鏡組成的MLA晶圓。

所有的鏡片在自動(dòng)檢測(cè)完成后，會(huì)在對(duì)應(yīng)結(jié)果位置顯示"合格"（綠色）或者"不合格"（紅色）。鏡片面型誤差和曲率半徑等結(jié)果也會(huì)自動(dòng)保存到用戶選擇的文件夾中。

半徑優(yōu)化后的面型誤差

                                                                 測(cè)試結(jié)果示例

案例2 –六角圖案MLA

使用Form Talysurf® PGI Matrix對(duì)六角形排列的MLA進(jìn)行不同類型的自動(dòng)測(cè)量：包括用戶選定鏡片測(cè)量、連續(xù)行測(cè)量、多方向測(cè)量。 

1.用戶選定鏡片測(cè)量

? 根據(jù)用戶定義的公差，可以在*后顯示“合格”/“不合格”

?多方向測(cè)量

2.連續(xù)行測(cè)量– 飛速 ！

? 在被選中行上被選中的鏡片

? 30多片鏡片的檢測(cè)僅需幾分鐘便可完成 ！

面型誤差結(jié)果

案例3 -批量三維測(cè)量* (PGI Freeform)

使用Form Talysurf® PGI Freeform儀器對(duì)3 x 3的MLA陣列進(jìn)行測(cè)量，并使用先進(jìn)的批量3D測(cè)量功能。所有用戶選擇的鏡片經(jīng)過(guò)全自動(dòng)測(cè)量，輸出期待的測(cè)量結(jié)果，包括面型誤差、優(yōu)化半徑等。

* 僅適用Form Talysurf® PGI Freeform

                                                         面型誤差分析 位置6(2, 3)

總結(jié)

Form Talysurf® PGI Matrix/Freeform能夠測(cè)量各種類型的MLA，它為MLA的研發(fā)和制造行業(yè)提供快速、準(zhǔn)確的2D/3D計(jì)量解決方案。它幫助MLA制造商以*有效和*經(jīng)濟(jì)的方式優(yōu)化其光學(xué)系統(tǒng)性能。

本文節(jié)選自泰勒霍普森應(yīng)用報(bào)告A166 本文節(jié)選自泰勒霍普森應(yīng)用報(bào)告A166

作者：

于洋， 博士，上等應(yīng)用科學(xué)家 -泰勒·霍普森

李澤驍，博士-天津大學(xué)微納制造實(shí)驗(yàn)室

張效棟，博士，教授-天津大學(xué)微納制造實(shí)驗(yàn)室

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