逢甲大学自动控制工程学系专题制作专题文.pdf

逢 甲 大 學 自動控制工程學系專題製作 專 題 論 文 微透鏡陣列之設計與製作 The design and fabrication of microlens array 指導教授：鄒慶福 專題生： 林伯陽、黃士弘 中華民國九十五年五月十二日 誌謝 感謝鄒慶福老師給我們一個研究的方向，使得我們減少摸索的時間，在做 研究的同時也提供非常多的想法和指導。非常感謝實驗室的黃裕盛、李鴻忠、賴 騰憲和林哲煒等各位學長給於許多的幫助。例如：進去無塵室時教導我們操作儀 器、介紹各個實驗步驟細節，更提出每次實驗的看法和想法。鄒慶福老師每個禮 拜也會開討論會，指導我們改進的地方，由於大家的幫助才會始專題研究最後才 會順利的完成。在此亦感謝鄒慶福老師與林宸生老師兩位口試委員給予本論文的 批評與指正，使本論文更趨完善。 最後我們要感謝鄒慶福實驗室所有學長以及ㄧ直支持我們的朋友。雖然在 這專題中挫折很多，以為最後做不出來而想放棄。但也因為他們的幫助使我們最 後真的把專題順利完成。未來我們也將帶著所有人的關心繼續面對每一個挑戰勇 往直前、決不放棄。 i 摘要 近年來隨著微機電技術的進步，微光學已成為熱門的研究領域。微透鏡在光 學系統中扮演重要的角色，應用於光學讀取頭、雷射印表機和聚光掃描裝置。因 傳統製作透鏡方法大多是利用研磨的加工技術，但透鏡的尺寸無法微小化，導致 解析度無法提高。雖然微機電的發展已經成功使透鏡尺寸微小化，但透鏡的臨界 角效應、透鏡成形的ㄧ致性、曲率不好控制和成本的考量等問題一直是改進的方 向。所以本論文結合基本微機電技術和加熱機制製作微透鏡並大幅降低成本，已 成功改善上述的問題。利用改變貫穿孔的尺寸控制曲率大小是熱膨脹式微透鏡的 最大優點。主要的微透鏡製程包含微影技術、蝕刻技術、接合技術和加熱機制製 作微透鏡陣列，再利用蒸鍍和電鑄製做模仁，利用翻模的技術很容易大量複製微 透鏡，與以往傳統的技術大不相同。 ii Abstract With the progress of MEMS technology in recent years, micro-optics has already become the hot research field. Microlens plays an important role in optical system, such as optical pick-up head, laser printer and focus scanmaker. Because it is mostly to utilize the process of polishing technology in tradition method, but the size of the lens is unable to reduce, it is unable to improve the resolution. Though the development of the MEMS technology has already succeeded in reduce the size of the lens, there also have space can be discuss in the critical angle effects of