微型透镜阵列（MLA）可用于广泛的领域，从汽车、医疗、消费和工业光学到航空航天仪器的优异传感器。它们可以对来自不同光源（如LED或激光器）的光线进行准直、匀化和成像。近年来，MLA在照明方面的使用需求越来越少，但在各种传感器中的使用却越来越多。由于其出色的光学特性，MLA通常是成像和非成像光学系统的关键部件。

   生产流程–激光材料处理                 成像传感器                       医疗–激光理疗

MLAs通常包含许多非球面/球面透镜，以不同类型的排列方式进行设计，并精准地安置在晶圆基片上。

对于高质量的MLA来说，精准的非球面透镜面型是必要的，而且所有微型透镜也要求被精准地安放到位。对MLA的工业检测通常是一项非常具有挑战性的任务。特别是当这些设备是利用微细加工技术大量生产时，不仅测量精度很重要，而且测量速度也很重要。

Form Talysurf® PGI Matrix

Form Talysurf® PGI Matrix是专门为MLA的自动测量而开发的。它采用了泰勒·霍普森的砖利相位光栅干涉（PGI）传感器，与其他传统的轮廓仪相比，它可以提供更大的测量范围和更高的分辨率，并提供出色的重复性和准确性。

PGI Matrix 得益于其强大的功能，能够对各种类型的单镜头或多镜头进行快速检查。

·        易于对不同类型的MLA进行编程

·        根据镜片设计预测在测量过程中可能会发生的问题

·        预估测量时间

·        基于表面形状自动找顶点功能

·        自动对准和测量

·        能够测量光学表面散光误差（多方向测量）

·        各种类型MLA的批量测量

·        支持一键重新分析所有镜片，而无需再次测量

案例1 -网格状MLA

使用PGI Matrix测量一个以网格方式排列的、由1.1mm CA的鸥翼非球面透镜组成的MLA晶圆。

所有的镜片在自动检测完成后，会在对应结果位置显示"合格"（绿色）或者"不合格"（红色）。镜片面型误差和曲率半径等结果也会自动保存到用户选择的文件夹中。

半径优化后的面型误差

                                                                 测试结果示例

案例2 –六角图案MLA

使用Form Talysurf® PGI Matrix对六角形排列的MLA进行不同类型的自动测量：包括用户选定镜片测量、连续行测量、多方向测量。 

1.用户选定镜片测量

? 根据用户定义的公差，可以在*后显示“合格”/“不合格”

?多方向测量

2.连续行测量– 飞速 ！

? 在被选中行上被选中的镜片

? 30多片镜片的检测仅需几分钟便可完成 ！

面型误差结果

案例3 -批量三维测量* (PGI Freeform)

使用Form Talysurf® PGI Freeform仪器对3 x 3的MLA阵列进行测量，并使用先进的批量3D测量功能。所有用户选择的镜片经过全自动测量，输出期待的测量结果，包括面型误差、优化半径等。

* 仅适用Form Talysurf® PGI Freeform

                                                         面型误差分析 位置6(2, 3)

总结

Form Talysurf® PGI Matrix/Freeform能够测量各种类型的MLA，它为MLA的研发和制造行业提供快速、准确的2D/3D计量解决方案。它帮助MLA制造商以*有效和*经济的方式优化其光学系统性能。

本文节选自泰勒霍普森应用报告A166 本文节选自泰勒霍普森应用报告A166

作者：

于洋， 博士，上等应用科学家 -泰勒·霍普森

李泽骁，博士-天津大学微纳制造实验室

张效栋，博士，教授-天津大学微纳制造实验室

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