Mikrolinssien valmistus ja kopiointi

Mikrolinssien historiaa lyhyesti ja erilaisia valmistustapoja

1600 – luvulla alettiin kehittämään tekniikoita, jolla pystyttiin toteuttamaan pieniä lasisia linssejä mikroskooppien käyttöön. Robers Hooke sulatti pieniä osia venetsialaista lasia ja antoi sen jäähtyä linsseissä tarvituiksi tasaisiksi pinnoiksi. Tämän jälkeen hän valmisti ja hioi ne sen ajan perinteisillä menetelmillä. Tämä käytäntö on korvattu suorittamalla optista litografiaa materiaaleihin kuten UVn avulla mukautettavaan epoksiin a sulattamalla polymeerit muodostamaan useiden linssien rivejä. Uusin tapa tehdä mikrolinssi rivejä on kolloidisten hiukkasten kolletiivinen kokoon paneminen suspension avulla.

Yksittäisten sekä suurien mikrolinssi tilausten suunnittelu, valmistus ja kopiointi

Teknologian kehitykset ovat mahdollistaneet mikrolinssien suunnittelun ja valmistuksen kestämään erilaisia valmistustapoja. manufacturing of micro lensesUseimmissa tapauksissa tarvitaan useita kopioita linssilevy sarjoja ja nämä voidaan tehdä valamalla tai kohokuvioimalla niitä esimerkki linssi levystä. Esimerkki linssirivejä voidaan myös kopioida elektrolyysiprosessien avulla laittamalla esimerkki linssi manreliin, eli koneeseen joka pitää kiinni tai muokkaa tiettyä esinettä. Uusimman teknologian kyky kopioida linssirivejä tuhansia tai miljoonia kertoja millien tarkkuudella on auttanut nostamaan ja kehittämään lukuisia uusia applikaatioita ja tuotteita.

Taivuttavien linssien optimaalinen tehokkuus riippuu niiden muodosta, rakenteesta ja siitä miten toivottu muoto on valmistettu erilaisten metodien avulla. Rakenteet voidaan valmistaa käyttämällä uusinta tekniikkaa integroitujen piirien alalta, esimerkiksi puolijohdetason optiikkaa. Tätä aluetta kutsutaan binääriseksi optiikaksi.

Mikrolinssit ovat pienentyneet entisestään kehityksen aikana ja esimerkiksi tietyissä kameroissa voi olla helposti 21.1 miljoonaa mikrosirua yhdessä CMOSssa, joista jokainen linssi on halkaisijaltaan 6.4 mikrometriä.

Miten puolijohdannetason optiikka vaikuttaa linssien tekoon?

Puolijohdannetason optiikka mahdollistaa pienten sekä miniatyyri optiikoiden suunnittelun ja tuottamisen kiekkotasolla, käyttämällä kehittyneitä puolijohteen kaltaisia tekniikoita. Lopputulos on kustannustehokkaat pienoiskokoiset optiikat, jotka mahdollistavat kameramoduulien ja mobiililaitteiden supistamisen.

Puolijohdannetason tekniikan hyödyntäminen

Tekniikkaa voidaan hyödyntää skaalamaisesti aina yhden elementin, esimerkiksi CIF/VGA linssin teosta monielementtisiin megapikseleitä muodostaviin linssin rakenteisiin. Näissä monielementtisissä rakenteissa linssin kiekot ovat tasaisessa ja yhdenmukaisessa linjassa yhteydessä toisiinsa. Ne muodostavat kuutioita jotka muodostavat monielementtisiä linssi pinoja. Vuoden 2009 loppuun mennessä 10 prosenttia maailman matkapuhelinten kameroista käytti tätä tekniikkaa kameroiden linssin valmistuksess