光刻胶热熔法制备的非球面微透镜的设计方法

为了进一步提高入射到光敏元上的光能, 针对光刻胶热熔法制备的微透镜的非球面面形, 提出了一种结合有限元光线追迹和拉格朗日乘子法的设计方法。给定焦距, 用该算法可以自动计算出所需的微透镜面形。为了验证算法的精度, 对圆形孔径的焦斑均方根半径进行了模拟和理论计算, 二者较为吻合。对三次有限元光线追迹的点列图误差进行了估计。计算了会聚到320 pixel×256 pixel背照射紫外焦平面探测器光敏元上的能量集中度, 比较了具有不同圆角半径的方形孔径蓝宝石微透镜的效率。结果表明, 具有6 μm圆角半径的方形孔径微透镜的能量集中度较高, 为96%。