关于微型透镜

一个非常小的透镜被称为微透镜。它们的直径通常小于一毫米（mm），通常小到10微米（µm）。第一批微型透镜是在17世纪为显微镜制造的。现在，微透镜阵列仍然用于显微镜，以及许多其他应用，如手机摄像头、复印机和3D显示器。它们甚至可以在自然界中找到，从收集光线进行光合作用的简单结构到昆虫的复眼。

微透镜的小尺寸意味着简单的设计通常最有利于光学质量，但有时光学衍射，即在透镜的小特征处，波在障碍物周围的弯曲会导致不必要的效果。典型的微透镜具有一个平面和一个球面凸面以折射光。由于微透镜非常小，支撑透镜的基底，即底层，通常会更厚。在设计这种类型的精密光学产品时必须考虑这种额外的厚度。非球面用于更复杂的透镜，其他透镜可以使用多层光学材料来达到更高的性能水平。

另一种类型的微透镜有两个平行的平面，透镜上不同的折射率会引起聚焦。这些平面被称为梯度折射率（GRIN）透镜。一些微透镜通过利用折射率和表面形状的变化来实现聚焦作用。微菲涅耳透镜是一种通过一组同心曲面折射光线来聚焦光线的微透镜。这些透镜可以制造得非常薄且重量轻。

由光学镜制造商提供的微透镜阵列包含在支撑基板上以一维或二维阵列形成的多个微透镜。分离的透镜具有圆形孔径，并以六边形阵列排列，以达到基板的最大覆盖范围。透镜之间有间隙，但制作具有非圆形孔径的微透镜可以减少间隙。利用光学传感器阵列，微型透镜系统将光聚焦并集中在光电二极管表面，使其不会落在像素设备的非光敏区域。

单微透镜用于将光与光纤配对，而微透镜阵列通常用于提高电荷耦合器件（CCD）阵列的光收集效率。阵列将光收集并聚焦到CCD的光敏区域上。

在一些数字投影仪中，微透镜阵列也被用作聚焦光的一种方式。投影仪使用液晶显示器（LCD），这是一种平板显示器，利用液晶的光调制特性与偏振器相结合。阵列将光聚焦到用于生成投影图像的活动区域。各种类型的微透镜充当高效光伏发电的集中器。光伏技术是利用所谓的光伏效应将光转化为电。光伏效应是指当材料暴露在光下时，在材料中产生电流。这是一种物理和化学现象。

与传统透镜不同，微透镜阵列的组合已被设计成具有成像特性，例如形成不反转的图像的能力。微型透镜阵列也用于复印机和智能手机摄像头等应用的小型成像设备。

在光学显微镜中，两个微透镜阵列产生均匀的照明。两个微透镜阵列被放置在显微镜的照明路径中，从而实现高精度成像。微透镜也用于3D成像和显示器。