マイクロオプティクスの製造

私たちが関与している微細加工の分野の 1 つは、is MICRO-OPTICS MANUFACTURING です。マイクロオプティクスは、光の操作と、ミクロンおよびサブミクロン スケールの構造とコンポーネントによる光子の管理を可能にします。  MICRO-OPTICAL COMPONENTS および SUBSYSTEMS  の一部のアプリケーション:

 

情報技術: マイクロディスプレイ、マイクロプロジェクター、光学データストレージ、マイクロカメラ、スキャナー、プリンター、コピー機など。

 

生物医学: 低侵襲/ポイント オブ ケア診断、治療モニタリング、マイクロ イメージング センサー、網膜インプラント、マイクロ内視鏡。

 

照明: LED およびその他の効率的な光源に基づくシステム

 

安全およびセキュリティ システム: 自動車用赤外線暗視システム、光学式指紋センサー、網膜スキャナー。

 

光通信および電気通信: フォトニック スイッチ、パッシブ光ファイバー コンポーネント、光増幅器、メインフレームおよびパーソナル コンピューターの相互接続システム

 

スマート構造: 光ファイバーベースのセンシング システムなど

 

 

 

当社が製造および提供するマイクロ光学部品およびサブシステムの種類は次のとおりです。

 

- ウェーハレベルオプティクス

 

- 屈折光学

 

- 回折光学

 

- フィルター

 

- 格子

 

- コンピュータ生成ホログラム

 

- ハイブリッド マイクロオプティカル コンポーネント

 

- 赤外線マイクロオプティクス

 

- ポリマーマイクロオプティクス

 

- 光MEMS

 

- モノリシックかつ離散的に統合されたマイクロ光学システム

 

 

 

最も広く使用されているマイクロ光学製品の一部は次のとおりです。

 

- 両凸レンズと平凸レンズ

 

- アクロマートレンズ

 

- ボールレンズ

 

- ボルテックスレンズ

 

- フレネルレンズ

 

- 多焦点レンズ

 

- シリンドリカルレンズ

 

- グレーデッド インデックス (GRIN) レンズ

 

- マイクロ光学プリズム

 

- 非球面

 

- 非球面の配列

 

- コリメータ

 

- マイクロレンズアレイ

 

- 回折格子

 

- ワイヤーグリッド偏光子

 

- マイクロオプティック デジタル フィルター

 

- パルス圧縮グレーティング

 

- LED モジュール

 

- ビームシェイパー

 

- ビームサンプラー

 

- リングジェネレーター

 

- マイクロオプティカルホモジナイザー/ディフューザー

 

- マルチスポットビームスプリッター

 

- 二波長ビームコンバイナ

 

- マイクロ光インターコネクト

 

- インテリジェントマイクロ光学システム

 

- イメージングマイクロレンズ

 

- マイクロミラー

 

- マイクロリフレクター

 

- マイクロ光学ウィンドウ

 

- 誘電体マスク

 

- アイリス絞り

 

 

 

これらのマイクロ光学製品とそのアプリケーションに関する基本的な情報を提供します。

 

 

 

ボール レンズ: ボール レンズは完全に球面のマイクロ光学レンズで、ファイバーの内外に光を結合するために最も一般的に使用されます。当社はさまざまなマイクロ光学ストック ボール レンズを提供しており、独自の仕様に合わせて製造することもできます。当社の石英製のストック ボール レンズは、185nm から >2000nm までの間で優れた UV および IR 透過率を持ち、当社のサファイア レンズはより高い屈折率を持ち、優れたファイバー結合のために非常に短い焦点距離を可能にします。他の材質や直径のマイクロ光学ボール レンズもご利用いただけます。ファイバー結合用途の他に、マイクロ光学ボール レンズは、内視鏡検査、レーザー測定システム、バーコード スキャンの対物レンズとして使用されます。一方、マイクロオプティック ハーフボール レンズは、光を均一に分散させ、LED ディスプレイや信号機に広く使用されています。

 

 

 

MICRO-OPTICAL ASPHERES および ARRAYS: 非球面は、非球面プロファイルを持っています。非球面を使用すると、必要な光学性能を達成するために必要な光学部品の数を減らすことができます。球面または非球面曲率を持つマイクロ光学レンズ アレイの一般的なアプリケーションは、イメージングと照明、およびレーザー光の効果的なコリメートです。複雑なマルチレンズ システムを単一の非球面マイクロレンズ アレイに置き換えると、光学システムの小型化、軽量化、コンパクトなジオメトリ、低コスト化だけでなく、結像品質の向上などの光学性能の大幅な改善も実現します。ただし、非球面マイクロレンズとマイクロレンズ アレイの製造は困難です。これは、シングル ポイント ダイヤモンド ミリングや熱リフローなどのマクロ サイズの非球面に使用される従来の技術では、数個程度の小さな領域に複雑なマイクロ光学レンズ プロファイルを定義することができないためです。数十マイクロメートルまで。私たちは、フェムト秒レーザーなどの高度な技術を用いて、このような微細光学構造を作製するノウハウを持っています。

 

 

 

MICRO-OPTICAL ACHROMAT レンズ: これらのレンズは、色補正が必要なアプリケーションに最適ですが、非球面レンズは球面収差を補正するように設計されています。色消しレンズまたはアクロマートは、色収差と球面収差の影響を制限するように設計されたレンズです。マイクロオプティカル アクロマティック レンズは、2 つの波長 (赤と青など) の焦点を同じ面に合わせるように補正します。

 

 

 

シリンドリカル レンズ: これらのレンズは、球面レンズのように光を点ではなく線に集束させます。シリンドリカル レンズの 1 つまたは複数の曲面は、円筒の一部であり、レンズの表面とそれに接する平面の交点に平行な線に、レンズを通過するイメージの焦点を合わせます。シリンドリカル レンズは、この線に垂直な方向に画像を圧縮し、それに平行な方向 (接平面) には画像を変更しません。コンパクトサイズのファイバー光学コンポーネント、レーザーシステム、およびマイクロ光学デバイスを必要とするマイクロ光学環境での使用に適した、小型のマイクロ光学バージョンが利用可能です。

 

 

 

MICRO-OPTICAL WINDOWS および FLATS: 厳しい公差要件を満たすミリメトリック マイクロ光学ウィンドウが利用可能です。光学グレードのガラスからお客様の仕様に合わせてカスタム製造できます。溶融石英、BK7、サファイア、硫化亜鉛など、さまざまな材料で作られたさまざまなマイクロ光学ウィンドウを提供しています。 UVから中赤外域まで透過します。

 

 

 

イメージング マイクロレンズ: マイクロレンズは小さなレンズで、通常は直径が 1 ミリメートル (mm) 未満で、10 マイクロメートル程度です。イメージング レンズは、イメージング システムでオブジェクトを表示するために使用されます。イメージング レンズは、イメージング システムで使用され、検査対象の画像をカメラ センサーに結像させます。レンズによっては、結像レンズを使用して視差や遠近誤差を取り除くことができます。また、倍率、視野、焦点距離を調整することもできます。これらのレンズを使用すると、対象物をいくつかの方法で見ることができ、特定のアプリケーションで望ましい特定の特徴や特性を示すことができます。

 

 

 

マイクロミラー: マイクロミラー デバイスは、微視的に小さなミラーに基づいています。ミラーは微小電気機械システム (MEMS) です。これらのマイクロ光学デバイスの状態は、ミラー アレイの周囲の 2 つの電極間に電圧を印加することによって制御されます。デジタル マイクロミラー デバイスは、ビデオ プロジェクターや光学系で使用され、マイクロミラー デバイスは光の偏向と制御に使用されます。

 

 

 

マイクロ光学コリメータとコリメータ アレイ: さまざまなマイクロ光学コリメータが市販されています。要求の厳しい用途向けのマイクロオプティカル スモール ビーム コリメータは、レーザー核融合技術を使用して製造されています。ファイバ端はレンズの光学中心に直接融着されているため、光路内のエポキシが排除されています。次に、マイクロ光学コリメータ レンズの表面は、理想的な形状の 100 万分の 1 インチ以内にレーザー研磨されます。小型ビーム コリメータは、ビーム ウエストが 1 mm 未満のコリメート ビームを生成します。マイクロ光学小ビームコリメータは、通常、1064、1310、または 1550 nm の波長で使用されます。 GRIN レンズ ベースのマイクロ光学コリメータ、コリメータ アレイおよびコリメータ ファイバー アレイ アセンブリも利用できます。

 

 

 

マイクロオプティカル フレネル レンズ: フレネル レンズは、従来の設計のレンズで必要とされる材料の質量と体積なしで、大口径で短い焦点距離のレンズを構築できるように設計されたコンパクト レンズの一種です。フレネル レンズは、同等の従来のレンズよりもはるかに薄くすることができ、フラット シートの形を取ることもあります。フレネル レンズは、光源からより多くの斜めの光を捉えることができるため、光を遠くから見ることができます。フレネル レンズは、レンズを一連の同心の環状セクションに分割することにより、従来のレンズと比較して必要な材料の量を削減します。各セクションでは、同等の単純なレンズと比較して全体の厚さが減少しています。これは、標準レンズの連続面を同じ曲率の一連の面に分割し、その間に段階的な不連続性があると見なすことができます。マイクロオプティック フレネル レンズは、一連の同心曲面での屈折によって光を集束させます。これらのレンズは非常に薄く軽量にすることができます。マイクロオプティカル フレネル レンズは、ウエハーのオプティカル インターコネクション機能を通じて、高解像度 X 線アプリケーション向けのオプティクスに機会を提供します。お客様の用途に特化したマイクロ光学フレネル レンズやアレイを製造するためのマイクロ成形やマイクロマシニングなど、さまざまな製造方法があります。正のフレネル レンズをコリメータ、コレクタ、または 2 つの有限共役レンズとして設計できます。マイクロオプティカル フレネル レンズは通常、球面収差が補正されています。マイクロオプティックの正レンズは、2 番目の表面リフレクターとして使用するために金属化することができ、負レンズは、1 番目の表面リフレクターとして使用するために金属化することができます。

 

 

 

マイクロ光学プリズム: 当社の精密マイクロ光学製品ラインには、標準のコーティング付きおよびコーティングなしのマイクロ プリズムが含まれます。これらは、レーザー光源やイメージング アプリケーションでの使用に適しています。当社のマイクロ光学プリズムはサブミリの寸法です。当社のコーティングされたマイクロ光学プリズムは、入射光に対する反射ミラーとしても使用できます。コーティングされていないプリズムは、入射光が斜辺で全反射されるため、短辺の 1 つに入射する光のミラーとして機能します。当社のマイクロ光学プリズム機能の例には、直角プリズム、ビームスプリッター キューブ アセンブリ、アミチ プリズム、K プリズム、ドーブ プリズム、ルーフ プリズム、コーナーキューブ、ペンタプリズム、ロンボイド プリズム、バウアーンファイント プリズム、分散プリズム、反射プリズムが含まれます。また、ランプや照明器具、LED での用途向けに、アクリル、ポリカーボネート、その他のプラスチック材料からホットエンボス製造プロセスによって作られた導光および防眩光学マイクロプリズムも提供しています。それらは非常に効率的で、強力な光を導く正確なプリズム面であり、照明器具がグレア除去のためのオフィス規制を満たすのをサポートします。追加のカスタマイズされたプリズム構造が可能です。マイクロファブリケーション技術を使用して、ウェーハレベルでのマイクロプリズムおよびマイクロプリズムアレイも可能です。

 

 

 

回折格子: 回折型マイクロ光学素子 (DOE) の設計と製造を提供しています。回折格子は周期構造を持つ光学部品で、光を分割し、異なる方向に進む複数のビームに回折します。これらのビームの方向は、グレーティングが分散要素として機能するように、グレーティングの間隔と光の波長に依存します。これにより、グレーティングはモノクロメータや分光計で使用するのに適した要素になります。ウェーハベースのリソグラフィーを使用して、卓越した熱的、機械的、および光学的性能特性を備えた回折マイクロ光学素子を製造しています。マイクロオプティクスのウェーハレベル処理により、優れた製造再現性と経済的成果が得られます。回折マイクロ光学素子に使用できる材料には、水晶、石英ガラス、ガラス、シリコン、合成基板などがあります。回折格子は、スペクトル分析/分光法、MUX/DEMUX/DWDM、光学エンコーダなどの精密モーション コントロールなどのアプリケーションに役立ちます。リソグラフィ技術により、厳密に制御された溝間隔を備えた精密なマイクロ光学格子の製造が可能になります。 AGS-TECH では、カスタム デザインとストック デザインの両方を提供しています。

 

 

 

ボルテックス レンズ: レーザー アプリケーションでは、ガウス ビームをドーナツ型のエネルギー リングに変換する必要があります。これは、Vortex レンズを使用して実現されます。いくつかのアプリケーションは、リソグラフィと高解像度顕微鏡です。ガラス上のポリマー ボルテックス フェーズ プレートもご利用いただけます。

 

 

 

マイクロオプティカル ホモジナイザー / ディフューザー: マイクロ オプティカル ホモジナイザーとディフューザーの製造には、エンボス加工、エンジニアリング ディフューザー フィルム、エッチング ディフューザー、HiLAM ディフューザーなど、さまざまな技術が使用されています。レーザー スペックルは、コヒーレント光のランダムな干渉から生じる光学現象です。この現象を利用して、検出器アレイの変調伝達関数 (MTF) を測定します。マイクロレンズ拡散板は、スペックル生成に効率的なマイクロ光学デバイスであることが示されています。

 

 

 

ビーム シェイパー: マイクロオプティック ビーム シェイパーは、レーザー ビームの強度分布と空間形状の両方を特定のアプリケーションにとってより望ましいものに変換するオプティクスまたはオプティクスのセットです。多くの場合、ガウシアン状または不均一なレーザー ビームはフラット トップ ビームに変換されます。ビーム シェイパー マイクロオプティクスは、シングル モードおよびマルチモード レーザー ビームの整形と操作に使用されます。当社のビーム シェイパー マイクロオプティクスは、円形、正方形、直線、六角形、または線の形状を提供し、アプリケーションの要件に応じてビームを均一化 (フラット トップ) するか、カスタム強度パターンを提供します。レーザービーム成形および均質化のための屈折、回折および反射マイクロ光学要素が製造されている。多機能マイクロ光学素子は、任意のレーザー ビーム プロファイルを、均一なスポット アレイやライン パターン、レーザー ライト シート、フラットトップ強度プロファイルなどのさまざまな形状に成形するために使用されます。ファインビームの応用例として、切断やキーホール溶接があります。ブロード ビーム アプリケーションの例としては、伝導溶接、ろう付け、はんだ付け、熱処理、薄膜アブレーション、レーザー ピーニングがあります。

 

 

 

パルス圧縮グレーティング: パルス圧縮は、パルス持続時間とパルスのスペクトル幅の関係を利用する便利な手法です。これにより、レーザーシステムの光学部品によって課せられる通常の損傷閾値限界を超えるレーザーパルスの増幅が可能になります。光パルスの持続時間を短縮するための線形および非線形技術があります。光パルスを時間的に圧縮・短縮する方法、すなわちパルス幅を短くする方法には様々なものがあります。これらの方法は、通常、ピコ秒またはフェムト秒の領域で開始されます。つまり、すでに超短パルスの領域にあります。

 

 

 

マルチスポットビームスプリッター: 回折素子によるビーム分割は、1 つの素子で複数のビームを生成する必要がある場合、または非常に正確な光パワーの分離が必要な場合に適しています。たとえば、明確に定義された正確な距離で穴を作成するなど、正確な位置決めも実現できます。マルチスポットエレメント、ビームサンプラーエレメント、マルチフォーカスエレメントがあります。回折素子を使用して、コリメートされた入射ビームを複数のビームに分割します。これらの光ビームは、互いに等しい強度と等しい角度を持っています。 1 次元要素と 2 次元要素の両方があります。 1D 要素はビームを直線に沿って分割しますが、2D 要素は、たとえば 2 x 2 または 3 x 3 スポットのマトリックスに配置されたビームと、スポットが六角形に配置された要素を生成します。マイクロ光学バージョンが利用可能です。

 

 

 

BEAM SAMPLER ELEMENTS: これらのエレメントは、高出力レーザーのインライン モニタリングに使用されるグレーティングです。 ± 1 次回折次数は、ビーム測定に使用できます。それらの強度はメインビームの強度よりも大幅に低く、カスタム設計が可能です。より高い回折次数は、さらに低い強度での測定にも使用できます。この方法を使用すると、高出力レーザーの強度の変動とビーム プロファイルの変化をインラインで確実に監視できます。

 

 

 

マルチフォーカス要素: この回折要素を使用すると、光軸に沿って複数の焦点を作成できます。これらの光学素子は、センサー、眼科、材料加工に使用されています。マイクロ光学バージョンが利用可能です。

 

 

 

マイクロオプティカル インターコネクト: 光インターコネクトは、インターコネクト階層のさまざまなレベルで電気銅線に取って代わりました。マイクロ光学通信の利点をコンピュータのバックプレーン、プリント回路基板、チップ間およびオンチップ相互接続レベルにもたらす可能性の 1 つは、プラスチック製の自由空間マイクロ光学相互接続モジュールを使用することです。これらのモジュールは、1 平方センチメートルの設置面積で数千のポイント ツー ポイント光リンクを介して高い集約通信帯域幅を運ぶことができます。コンピュータのバックプレーン、プリント回路基板、チップ間およびオンチップの相互接続レベル用の既製品およびカスタム調整されたマイクロ光相互接続については、お問い合わせください。

 

 

 

インテリジェント マイクロオプティクス システム: インテリジェント マイクロオプティック ライト モジュールは、スマートフォンやスマート デバイスの LED フラッシュ アプリケーション、スーパーコンピューターや電気通信機器でデータを転送するための光インターコネクト、近赤外線ビーム シェーピング用の小型ソリューション、ゲームでの検出に使用されます。アプリケーションおよび自然なユーザー インターフェイスでのジェスチャ コントロールのサポートに使用されます。センシング光電子モジュールは、周囲光やスマートフォンの近接センサーなど、多くの製品アプリケーションに使用されています。インテリジェント イメージング マイクロ光学システムは、プライマリ カメラと前面カメラに使用されます。また、高性能で製造しやすい、カスタマイズされたインテリジェントなマイクロ光学システムも提供しています。

 

 

 

LED モジュール: 当社の LED チップ、ダイ、およびモジュールは、page  で見つけることができます。照明および照明部品の製造は、ここをクリックしてください。

 

 

 

WIRE-GRID POLARIZERS: これらは、入射ビームに垂直な面に配置された、細い平行な金属ワイヤの規則的な配列で構成されています。分極方向はワイヤに対して垂直です。パターン化された偏光子には、偏光測定、干渉測定、3D ディスプレイ、光学データ ストレージなどの用途があります。ワイヤーグリッド偏光子は、赤外線アプリケーションで広く使用されています。一方、マイクロパターン化されたワイヤグリッド偏光子は、空間分解能が制限されており、可視波長での性能が低く、欠陥が発生しやすく、非線形偏光に簡単に拡張できません。ピクセル化された偏光子は、マイクロパターン化されたナノワイヤ グリッドのアレイを使用します。ピクセル化されたマイクロ光学偏光子は、機械的な偏光子スイッチを必要とせずに、カメラ、平面アレイ、干渉計、およびマイクロボロメータと位置合わせできます。可視波長と赤外線波長にわたる複数の偏光を区別する鮮やかな画像をリアルタイムで同時にキャプチャできるため、高速で高解像度の画像が可能になります。ピクセル化されたマイクロ光学偏光子は、暗い場所でも鮮明な 2D および 3D 画像を可能にします。当社は、2、3、および 4 状態のイメージング デバイス用にパターン化された偏光子を提供しています。マイクロ光学バージョンが利用可能です。

 

 

 

グレーデッド インデックス (GRIN) レンズ: 材料の屈折率 (n) の段階的な変化を使用して、平面のレンズ、または従来の球面レンズで通常見られる収差のないレンズを製造できます。勾配屈折率 (GRIN) レンズは、球面、軸方向、または放射状の屈折勾配を持つ場合があります。非常に小さいマイクロ光学バージョンが利用可能です。

 

 

 

MICRO-OPTIC DIGITAL FILTERS: デジタル減光フィルタは、照明および投影システムの強度プロファイルを制御するために使用されます。これらのマイクロ光学フィルターには、溶融シリカ基板上にランダムに分散された、明確に定義された金属吸収体のマイクロ構造が含まれています。これらのマイクロ光学コンポーネントの特性は、高精度、大きなクリアアパーチャ、高い損傷しきい値、DUV から IR 波長の広帯域減衰、明確に定義された 1 次元または 2 次元の透過プロファイルです。一部のアプリケーションには、ソフト エッジ アパーチャ、照明または投影システムの強度プロファイルの正確な補正、高出力ランプおよび拡張レーザー ビーム用の可変減衰フィルターがあります。構造の密度とサイズをカスタマイズして、用途に必要な透過プロファイルを正確に満たすことができます。

 

 

 

多波長ビームコンバイナー: 多波長ビームコンバイナーは、異なる波長の 2 つの LED コリメータを単一のコリメートビームに結合します。複数のコンバイナをカスケード接続して、3 つ以上の LED コリメータ光源を組み合わせることができます。ビーム コンバイナは、2 つの波長を 95% 以上の効率で結合する高性能ダイクロイック ビーム スプリッタで構成されています。非常に小さいマイクロ光学バージョンが利用可能です。