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光电所在多焦点仿生复眼光学元件设计和制备方面上取得进展
来源:光电所 

随着现今微光机电系统技术的迅猛开展,人们对光学成像系统的要求越来越高,如导航系统、微型广角监视设备、内视镜等范畴,希望整个系统的体积小、分量轻、视场大以及灵敏度高。新型的仿生复眼成像系统,应用光电元件替代昆虫激光镭射复眼中的对应构造,将对系统的探测感知才能带来反动性提高,从而为导航系统、微型广角监视设备、内视镜等安装提供全新的技术手段。

仿生复眼成像系统的中心器件之一为小型化、集成化的仿生复目光学元件。通过在基底上阵列化、密集排布微透镜单元,仿制生物复眼,可构成对大视场空间、不同方位内目的停止光学信息捕捉的仿生复目光学元件。

传统的复目光学元件的微透镜的焦距独一,限制了光学成像进程中图像信息的获取,只能对单一景深处的目的物明晰成像,却严重丧失不同景深范围内目的物的信息,不利于对未知不同间隔处目的物停止探测。中国迷信院光电技术研讨所四室微光学组在传统的仿生复眼构造根底上,设计子眼透镜为多焦点的构造,那么位于不同间隔处的目的物可以被具有不同焦距的子眼透镜所捕捉,构成多景深成像功用。该元件通过与后续的探测构造以及电路安装等互联之后,可以进一步成型光、机、电一体化的复眼成像系统,为大视场成像、高精度定位提供新的技术手段。该技术中不触及昂镭射焊机贵的加工设备以及苛刻的实验条件,是一种低本钱、普适性强的技术。该项目的研讨无望提升我国在复眼仿生范畴的制备技术水平,为其进一步使用打下根底。


图1 多焦点仿生复眼(MBCE)设计原理(a)子眼透镜阵列化排布方式; (b)成像原理示意图,目的物字母“F”,可被MBCE成像到不同的像立体; (c)子眼构造缩小示意图,此构造具有两个不同的焦距.

图2 制备实验流程(a)石英衬底的选择;(b)旋胶;(c)挪动掩模曝光;(d)显影;(e)刻蚀.

图3 制备后果(a)灰度掩模板;(b)制备实物图;(c)白光干预仪测量三维面形散布;(d)台阶仪测量剖面面形散布.

来源:光电所

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