微光学
微光学
微光学(Micro-optics),又称微小光学,是20世纪90年代兴起的一门新型光学学科,涉及微米级别的光学表面微结构。它是在微电子学的微细加工技术发展的背景下产生的,代表了光学领域的科学前沿。
形成与发展
微光学的形成源于微型化和智能化的需求,这些需求促进了微电子学的发展。70年代,微电子学的发展使得电路技术实现了微型化,但在功能器件方面仍存在局限性。80年代初,微机械和微电器的出现,促成了光学的微型化进程。微光学最初出现在80年代中期,它是通过光刻、波导及薄膜技术制造的光学微器件,如半导体激光器、集成光纤、波导干涉仪、二元光学元件等。随后,微光学技术得以进一步发展,能够制造出与衬底垂直的三维光学微器件,如各种折射、反射、衍射、全息、变折射率器件、波导器件等。这种发展导致了微光学平台(MOT)的出现,进而与微机电系统(MEMS)相结合形成了微光机电系统(MOEMS)。微光学的研究对象包括微米量级的光学功能器件及其表面微结构。
应用
微光学元件因其体积小、重量轻、设计灵活且易于批量生产的特点,在多个领域得到了广泛应用。例如,SurgiLas德国全球专利微光学治疗仪在静脉曲张治疗方面的应用,展现了微光学技术的巨大潜力。此外,微光学电子机械系统集成了微传感器、微执行器、电子电路和微光学元件,能够在光学、电学和机械功能上同时发挥作用,是微电子机械系统的重要发展方向。
技术发展方向
微光学技术的现代发展方向主要包括两个方面:一是微光学与微机电系统的结合,形成微系统;二是微芯片技术,即将微细加工技术应用于分析化学和生命科学,形成微芯片,这被认为是高技术领域的一次重大变革。微光电探测是微芯片的关键技术之一。
衍生技术
深刻蚀光学元件是一种高效的衍射光学元件,具有较高的衍射效率和良好的耐潮性能。研究人员已经成功研制出深度达2.5微米、线密度高达670线/毫米的高密度光栅,其在通信波段1550纳米下的实际效率达到了89%。这类深刻蚀微光学元件具有广阔的应用前景,是微光学元件的一个重要发展方向。
参考资料
微光学器件数字掩模制作技术.南昌航空大学科学技术处.2024-11-07
目录
概述
形成与发展
应用
技术发展方向
衍生技术
参考资料