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柱透鏡列陣

柱透鏡列陣

時(shí)間:2025-08-29 類別:微納光學(xué)元件 關(guān)注:569

一維聚光·光束勻化,適用于用于光聚焦、整形等領(lǐng)域。下

柱透鏡陣列是由一系列精密排列的平行柱面透鏡組成的光學(xué)元件。其核心功能在于能夠?qū)饩€進(jìn)行一維操控,將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為均勻線光,或?qū)⒉煌暯菆D像分別投射至雙眼以實(shí)現(xiàn)裸眼3D效果。該元件以其緊湊、高效的特點(diǎn),成為3D顯示、激光加工(切割/焊接)、光束勻化及光學(xué)傳感等領(lǐng)域不可或缺的核心部件,廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、先進(jìn)制造和科研儀器中,是現(xiàn)代微光學(xué)技術(shù)的關(guān)鍵代表。

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柱透鏡陣列是一種由多個(gè)微小、平行的柱狀透鏡(通常是半圓柱形透鏡)按一定規(guī)律排列而成的光學(xué)元件。它可以被看作是傳統(tǒng)柱面透鏡的“陣列化”或“集成化”版本,從而能夠同時(shí)對(duì)大量光線或整個(gè)光場(chǎng)進(jìn)行操控。

工作原理

  • 其核心原理與單個(gè)柱面透鏡相同,都是基于折射。

  • 聚焦能力:在每個(gè)子單元(單個(gè)柱透鏡)的截面方向上(即與軸線垂直的方向),它就像一個(gè)球面透鏡,可以將入射光會(huì)聚成一條焦線(而不是一個(gè)焦點(diǎn))。

  • 無焦特性:在沿著柱透鏡軸線的方向上,它沒有曲率,因此沒有聚焦能力,光線會(huì)保持原方向傳播。

  • 綜合效果:因此,柱透鏡陣列能夠?qū)⑷肷涔庠谄渲幸粋€(gè)維度上進(jìn)行會(huì)聚或發(fā)散,而在另一個(gè)維度上保持原樣。它最終的效果是將光線分割成許多細(xì)條,并對(duì)每條光線獨(dú)立地進(jìn)行控制

應(yīng)用領(lǐng)域

  • 3D 顯示與成像(最著名的應(yīng)用)

  • 光束勻化與整形

  • 光學(xué)傳感與測(cè)量

  • 光通信

  • 能源領(lǐng)域

可以研制任意面形分布(如非球面)的微柱透鏡列陣,結(jié)構(gòu)周期20μm~5mm,應(yīng)用于光聚焦、整形等領(lǐng)域。下圖所示為我們研制的特殊面形的柱鏡結(jié)構(gòu),面形精確控制在50nm,表面粗糙度小于10nm。

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