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dc.contributor趙振綱zh_TW
dc.contributorChing-Kong Chaoen_US
dc.contributor陳炤彰zh_TW
dc.contributor施錫富zh_TW
dc.contributorJhao-Jhang Chenen_US
dc.contributorHsi-Fu Shihen_US
dc.contributor.advisor蔡志成zh_TW
dc.contributor.advisorJhy-Cherng Tsaien_US
dc.contributor.author陳明風zh_TW
dc.contributor.authorChen, Ming-Fengen_US
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2008zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-05T11:42:08Z-
dc.date.available2014-06-05T11:42:08Z-
dc.identifierU0005-2808200715571200zh_TW
dc.identifier.citation[Sohn et al., 2006] J. S. Sohn, E. H. Cho, M. LEE, H. S. Kim, M. Jung, S. D. Suh, W.C. Kim, N. C. Park and Y. P. Park, “Development of Microlens for High-Density Small-Form-Factor Optical Pickup”, Japanese Journal of Applied Physics, vol. 45, no.2B, pp. 1144-1151, 2006. [Ganesan, 2005] A. R. Ganesan, P. Arulmozhivarman and M. Jesson, “A spot pattern test chart technique for measurement of geometric aberrations caused by an intervening medium—a novel method”, Measurement Science and Technology, vol. 16, no.12, Dec 1, 2005, pp. 2534-2540, 2005. [Ke et al., 2005] C. Ke, X. Yi, Z. Xu and J. Lai, “Monolithic Integration Technology Between Microlens Arrays and Infrared Charge Coupled Devices”, Optics and Laser Tchnology, vol. 37, pp.239-243, 2005. [Hsieh et al., 2005] W.H. Hsieh and J.H.Chen, ,“Lens-profile control by electrowetting fabrication technique,”IEEE Photonics Technology Letters,vol.17,no.3, pp.606-608,2005. [Chen et al., 2005] C. W. Chen and F.G.. Tseng, ,“Tunable Micro-Aspherical Lens Manipulated by 2D”IEEE ,vol.1,pp.376-379,2005. [Hsieh et al., 2005] W. H. Hsieh and J. H. Chen,“Lens-Profile Control by Electrowetting Fabrication Technique ”IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,vol.17,nO. 3,pp.606-608,2005. [Chen et al., 2005] J. Chen , C. Radu and A. Puri,“Aberration-free negative-refractive-indexlens”APPLIED Physic ,vol.88,pp.07119-1-07119-3,2005. [Abookasis et al., 2004] D. Abookasis and J. Rosen,“MICROLENS ARRAY HELP IMAGING HIDDEN OBJECTS FOR MEDICAL APPLICATIONS ”IEEE,vol.13-15,pp.431-434,2004. [Morgran et al., 2004] B. Morgran, C. M. Waits, John Krizmanic, and Reza Ghodssi,“Development of a deep silicon phase Fresnel lens using Gray-scale lithography and deep reactive ion etching” Journal of Microelectromechanical Systems,vol.13, no.1 ,pp.113-120,2004. [Fu et al., 2004] Y. Fu and N. K. A. Bryan,“Investigation of diffractive-refractive microlens array fabricated by focused ion beam technology” Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers,vol.40, no.4,pp.511-526,2001. [Yamada et al., 2003] M. Yamada, T. Miura, H. Sakakibara, S. Aoki, T. Kanazawa and T. Eatanabe, “A Novel Microminiaturized Aspherical Lens With a High Numerical Aperture,” Jpn. Journal. Appl. Phys. vol. 42, pp 895-897, 2003. [Chen et al., 2002] C. C. Chen, M. H. Li, C. T. Chang, G. C. Chi, “Fabrication of High-NA GaN Diffractive Microlens,” Optical MEMS, Lugano, Switzerland, WP3, 2002. [Smith, 2000] W. J. Smith, Modern Optical Engineering, McGraw-Hill Inc.,2000. [Masl, 2000] C. G. Masl, “Back to basics: Microlens arrays emerge as low-cost option”, Research & Development, vol. 42, no.3, pp.67, 2000. [Nussbaum et al,1997] P. Nussbaum, R. Volkel,, H. P. Herzig, M. Eisner and S. Haselbeck,“Design, fabrication and testing of microlens arrays for sensors and microsystems” Pure and Applied Optics:Journal of the European Optical Society Part A , vol.6, no. 6,pp.617-636,1997. [許,2006]許泳順,“表面張力及重力對光阻熱熔成型形貌影響之探討,”國立中興 大學機械工程研究所碩士論文,2006。 [黃,2006] 黃健榮,鄭伊凱和陳志隆,“超薄楔形板顯示器之暗帶分析與改善對策 ,”台灣顯示科技研討會,2006。 [甘,2005]甘惠君,“微陣列透鏡增加有機發光二極體,”國立交通大學顯示科 技研究所碩士論文,2005。 [涂,2005]涂弘森,“Cooke 透鏡組參數之穩健化設計,”國立台灣科技大學機械工程 研究所碩士論文,2005。 [林,2005]林裕勛,“手機像機模組之容差分析,”國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文,2005。 [張,2005]張凱榮,“熱熔法製作之微透鏡基材對數值孔徑影響之探討,”國立中興大學機械工程研究所碩士論文,2005。 [林,2005]林巧其,“微透鏡陣列應用於促進平面型發光元件外部量子效率之研究,” 國立東華大學材料科學與工程研究所碩士論文,2005。 [鐘,2004] 鍾明昌,“以熱整形方法形成微透鏡鎮列之機制探討與應用,”國立東華大學材料科學與工程學研究所碩士論文,2004。 [王,2004] 王述宜,“準分子雷射拖曳式加工非球面微透鏡幾何形狀模擬之研究 ,”正修科技大學機電工程研究所碩士論文,2004。 [李,2002]李明洪,“氮化鎵高數值孔徑微透鏡之設計,”國立中央大學物理 研究所碩士論文,2002。 [李,2001]梁逸平,“熔融法折射式微透鏡陣列之設計製造與檢測,”中央大學光 電科學研究所碩士論文,2001。 [鄭,2001]鄭伊凱,“非球面透鏡的最佳化與分析,”國立成功大學物理 研究所碩士論文,2001。zh_TW
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/1944-
dc.description.abstract微透鏡陣列為應用範圍廣泛之微光學元件,並正逐步推廣與實際應用於諸多商品中,其中高(數值孔徑)NA低像差微透鏡陣列具有縮小聚焦光點、提升入光量、增進成像系統中成像之清晰度及解析度之效能。本研究以簡單的構型設計出與半球透鏡具有相同數值孔徑,且像差優化之微透鏡陣列,文中並設計一簡單且快速之製作流程來完成此微透鏡陣列製作。設計上以極為簡單之雙凸形貌設計令光線能兩段聚焦以其不需提高透鏡高徑比亦能縮短聚焦長度有效提升數值孔徑與減少像差之功效,並且透過光學分析軟體ZEMAX優化分析以得到最佳形冒設計,以聚二甲基矽氧烷(PDMS)為例,其優化之結果為雙凸透鏡最佳形貌 =97.6μm、 =60μm, =79.7μm, =43.45μm。研究進一步將以AZ-4620光阻透過熱熔法來製作此微透鏡陣列結構,經濺鍍銅膜,以塗佈PDMS並再鍍銅模來製作出微模仁,最後再於模仁上塗佈PDMS製作出單面透鏡陣列並將雙面陣列加以接合製作出所設計之微雙凸透鏡陣列。本研究之創意與特殊貢獻在於將雙凸結構光學透鏡微小化且陣列化,並以成本低廉之熱熔法翻模,試製所設計之微米級透鏡陣列成品。zh_TW
dc.description.tableofcontents致謝 i 摘要 ii ABSTARCT iii 目錄 i 圖目錄 iii 表目錄 v 符號表 vi 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目標 1 1.2 研究方法與步驟 3 1.3 本文大綱 3 第二章 文獻回顧 4 2.1 低像差微透鏡回顧 4 2.1.1 利用負折射率材料製作來改變透鏡像差 4 2.1.2 非球面透鏡 4 2.1.3 以準分子雷射拖曳式加工非球面微透鏡 5 2.1.4 利用上下電極驅動製作微非球面透鏡 6 2.1.5 折射透鏡與繞射透鏡結合 7 2.1.6 聚焦離子束製作fresnel Lens 8 2.2 高數值孔徑微透鏡回顧 8 2.2.1 以ICP 蝕刻製作高NA 折射式GaN 微透鏡 8 2.2.2 以灰階光罩製作高NA 繞射式GaN 微透鏡 9 2.2.3 微模具製作高NA 透鏡 10 2.2.4 以熱熔法製作微球透鏡 11 2.2.5 基材對熱熔型微透鏡形貌之影響 12 2.3 光阻熱熔製作微透鏡方法回顧 12 2.3.1 熱熔法之熱整形機制 13 2.3.2 圓形基底熱整形前後體積變化之理論推導 14 第三章 光學系統像差與透鏡之數值孔徑 17 3.1 賽德像差(Seidel Aberrations) 17 3.1.1 球面像差 18 3.1.2 彗星像差(Coma) 18 3.1.3 像散像差 19 3.1.4 場曲 20 3.1.5 畸變 21 3.2 色像差 21 3.3 球面像差與透鏡型貌關係之推導 22 第四章 高NA低像差光學微米透鏡之構型設計與性能分析 26 4.1 構型設計 26 4.2 雙凸透鏡NA與像差分析 27 4.3 設計流程 29 第五章 試製規劃 35 5.1 試製之流程規劃 35 5.1.1 光罩設計與製作 37 5.1.2 微透鏡元件製作 38 5.2 試驗儀器設備說明 40 5.2.1 光阻塗佈機 40 5.2.2 加熱平台與烤箱 41 5.2.3 曝光對準系統 41 5.2.4 光學顯微鏡 42 5.2.5 3D表面輪廓儀 43 5.2.6 濺鍍機 45 5.2.7 真空脫泡器 46 第六章 實驗結果 47 6.1 試製微透鏡結構之觀察與量測 47 6.1.1 光學顯微鏡觀測與量測 47 6.1.2 3D粗度儀量測 49 6.2 微模仁與透鏡陣列之觀察與量測 52 6.3 微透鏡陣列接合 55 第七章 結論與未來展望 57 7.1 結論 57 7.2 未來展望 58 參考文獻 59 附錄一 ZEMAX像差分析 62 附錄二 PDMS材料特性表 64 附錄三 光阻熱熔形貌OM量測 66 附錄四 模仁形貌OM量測 68 附錄五 微元件形貌OM量測 70zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher機械工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-2808200715571200en_US
dc.subject數值孔徑zh_TW
dc.subjectNAen_US
dc.subject熱熔法zh_TW
dc.subject像差zh_TW
dc.subjectReflowen_US
dc.subjectaberrationen_US
dc.title微米級高數值孔徑低像差微雙凸透鏡陣列之設計與製作zh_TW
dc.titleDesign and Farication of High Numerical Aperature and Low Aberration Micro Bi-Convex Lens Arrayen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
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