微型透鏡陣列（MLA）可用于廣泛的領域，從汽車、醫療、消費和工業光學到航空航天儀器的優異傳感器。它們可以對來自不同光源（如LED或激光器）的光線進行準直、勻化和成像。近年來，MLA在照明方面的使用需求越來越少，但在各種傳感器中的使用卻越來越多。由于其出色的光學特性，MLA通常是成像和非成像光學系統的關鍵部件。

   生產流程–激光材料處理                 成像傳感器                       醫療–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行設計，并精準地安置在晶圓基片上。

對于高質量的MLA來說，精準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地安放到位。對MLA的工業檢測通常是一項非常具有挑戰性的任務。特別是當這些設備是利用微細加工技術大量生產時，不僅測量精度很重要，而且測量速度也很重要。

Form Talysurf® PGI Matrix

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

PGI Matrix 得益于其強大的功能，能夠對各種類型的單鏡頭或多鏡頭進行快速檢查。

·        易于對不同類型的MLA進行編程

·        根據鏡片設計預測在測量過程中可能會發生的問題

·        預估測量時間

·        基于表面形狀自動找頂點功能

·        自動對準和測量

·        能夠測量光學表面散光誤差（多方向測量）

·        各種類型MLA的批量測量

·        支持一鍵重新分析所有鏡片，而無需再次測量

案例1 -網格狀MLA

使用PGI Matrix測量一個以網格方式排列的、由1.1mm CA的鷗翼非球面透鏡組成的MLA晶圓。

所有的鏡片在自動檢測完成后，會在對應結果位置顯示"合格"（綠色）或者"不合格"（紅色）。鏡片面型誤差和曲率半徑等結果也會自動保存到用戶選擇的文件夾中。

半徑優化后的面型誤差

                                                                 測試結果示例

案例2 –六角圖案MLA

使用Form Talysurf® PGI Matrix對六角形排列的MLA進行不同類型的自動測量：包括用戶選定鏡片測量、連續行測量、多方向測量。 

1.用戶選定鏡片測量

? 根據用戶定義的公差，可以在*后顯示“合格”/“不合格”

?多方向測量

2.連續行測量– 飛速 ！

? 在被選中行上被選中的鏡片

? 30多片鏡片的檢測僅需幾分鐘便可完成 ！

面型誤差結果

案例3 -批量三維測量* (PGI Freeform)

使用Form Talysurf® PGI Freeform儀器對3 x 3的MLA陣列進行測量，并使用先進的批量3D測量功能。所有用戶選擇的鏡片經過全自動測量，輸出期待的測量結果，包括面型誤差、優化半徑等。

* 僅適用Form Talysurf® PGI Freeform

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

總結

Form Talysurf® PGI Matrix/Freeform能夠測量各種類型的MLA，它為MLA的研發和制造行業提供快速、準確的2D/3D計量解決方案。它幫助MLA制造商以*有效和*經濟的方式優化其光學系統性能。

本文節選自泰勒霍普森應用報告A166 本文節選自泰勒霍普森應用報告A166

作者：

于洋， 博士，上等應用科學家 -泰勒·霍普森

李澤驍，博士-天津大學微納制造實驗室

張效棟，博士，教授-天津大學微納制造實驗室

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