微透鏡掃描器的研究.pdf

1、微型化和智能化是近代工業(yè)和科技的主要發(fā)展方向。而微光學(xué)是研究尺度在微米量級上的光學(xué)功能器件以及表面微結(jié)構(gòu)，微透鏡掃描器是基于微光學(xué)提出的一種新的掃描方式，也是激光掃描結(jié)合MOEMS技術(shù)的一個典型的研究方向。它具有掃描頻率高，制作工藝簡單，靈巧輕便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在激光雷達(dá)掃描，亞像元技術(shù)，和分視場成像領(lǐng)域。
　　 在微透鏡掃描器的研究過程中，有關(guān)微透鏡器件的光學(xué)設(shè)計和制作是一個重點，直接關(guān)系到掃描器的掃描性能。本文從微透鏡掃描的

2、原理模型、理論分析和實驗制作三個方面討論了微透鏡掃描器的實現(xiàn)。
　　 首先，分析了微透鏡掃描的工作原理，列出了幾種常用的透鏡組合形式，包括宏觀透鏡組合，正正微透鏡組合，正負(fù)微透鏡組合，并分別分析了它們各自的優(yōu)缺點。之后，介紹了微透鏡掃描器的驅(qū)動方式。
　　 其次，采用光學(xué)設(shè)計軟件ZEMAX對微透鏡掃描器的掃描角度和遠(yuǎn)場光斑進(jìn)行了模擬分析。在分析掃描角度的時候，選取了兩種不同的折射率，分別對它們在不同透鏡尺寸、不同曲率半徑

3、的情況進(jìn)行了模擬，確定了透鏡尺寸、曲率半徑和材料折射率對微透鏡掃描角度的影響方式。在分析遠(yuǎn)場光斑的時候，選取了平行光入射和小發(fā)射角度的激光入射兩種情況進(jìn)行分析，并分別對它們在不同面型（球面和非球面）情況下進(jìn)行了模擬，確定了微透鏡面型和入射光平行度對遠(yuǎn)場光斑尺寸的影響情況。
　　 接著，開展了微透鏡制作的試驗，分析了光刻、熱熔、刻蝕的過程，列出了試驗數(shù)據(jù)、結(jié)果。并提出了掃描器的測試方案。
　　 最后，列舉了微透鏡掃描器在激