[发明专利]一种调节微透镜阵列焦距的方法及装置

说明书

本发明涉及微光学元件技术领域，具体涉及一种调节微透镜阵列焦距的方法及装置，包括设有微透镜阵列，微透镜阵列设有微透镜，其特征在于：还设有微镜阵列，微镜阵列设有微镜，所述微镜阵列的每个微镜沿光轴前后移动，从而改变聚焦光斑的位置，实现对与之对应的微透镜焦距的调节和改变。应用本方法的装置中包括一个微透镜阵列和一个微镜阵列，二者具有相同的单元间距。入射平行光将首先穿过微透镜阵列，继而被微镜阵列反射，反向穿过微透镜阵列，最终汇聚为一个光斑阵列，且其单元间距同样与微透镜阵列的单元间距相等。本发明解决了微透镜阵列无法调焦的问题，且方法简单、操作方便。

技术领域

本发明涉及微光学元件技术领域，具体涉及一种调节微透镜阵列焦距的方法及装置。

背景技术

用于将光束进行分割并分别聚焦的微透镜阵列是微光学领域的重要器件之一，在光通信、光计算、光互连、光电探测阵列、成像、光束整形与控制、光显示、传感等诸多领域有广泛应用。

微透镜阵列是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列，即相同的透镜按一定的周期排列在一个平面上,便构成了透镜阵列，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有单元尺寸小、集成度高的特点，使得它能够完成传统光学元件无法完成的功能，并能构成许多新型的光学系统。

目前大多数微透镜阵列在加工制作完成后其焦距是固定的，因而光学性能与功能也就完全确定，不能进行调控。由于控制的需要，近年来可调焦微透镜逐渐出现，但是目前的可调焦微透镜是通过力、热、电等手段改变镜面形状实现对焦点的调节，如液体型可调焦微透镜，结构复杂且体积大；另外，采用热膨胀方式改变镜面曲率的方案实施中有通电、发热、膨胀、散热、收缩的过程，其中尤其散热过程速度较慢，且受环境温度影响很大；采用液晶空间光调制器等方案的微镜由于液晶分子的极慢响应速度因而调节速度更慢。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种调节微透镜阵列焦距的方法及装置，调焦方法简单、方便，解决目前可调焦微透镜结构复杂且不存在可调焦微透镜阵列的问题。

解决以上技术问题的本发明中的一种调节微透镜阵列焦距的方法，包括设有微透镜阵列，微透镜阵列设有微透镜，其特征在于：还设有微镜阵列，微镜阵列设有微镜，所述微镜阵列的每个微镜沿光轴前后移动，从而改变聚焦光斑的位置，实现对与之对应的微透镜焦距的调节和改变。

所述前后移动的微镜数量≥1。

所述微镜同时调节焦距，调节量可相等或不等。

所述微镜数量为1时，即整体一块，通过改变微镜的位置达到同时调节微透镜阵列中所有微透镜焦距的目的。

所述微透镜为折射型或衍射型。

本发明中调节微透镜阵列焦距的装置包括一个微透镜阵列和一个微镜阵列，微透镜阵列和微镜阵列具有相同的单元间距，入射光经过微透镜阵列后被分割并汇聚，然后入射到微镜阵列表面并被反射，从而重新穿过微透镜阵列并最终在微透镜阵列前方汇聚为一个光斑阵列。

所述的微透镜阵列既可以是折射型微透镜阵列，也可以是衍射型微透镜阵列。

本发明中调节方法通过沿着光轴方向改变微镜阵列中若干个微镜的位置，即可改变与这些微镜相对应的汇聚光斑的位置，从而实现对相应微透镜的焦距的调节。如果每次调节微透镜阵列的焦距时，都不需要单独调节某个微透镜的焦距，而只需要同时调节所有微透镜的焦距，且调节量相等，则也可以使用一整块独立的微镜来代替微镜阵列，通过改变微镜位置来达到同时调节微透镜阵列中所有微透镜焦距的效果。

本发明通过增加一个微镜阵列器件，解决了微透镜阵列无法调焦的问题，且结构简单、操作方便。

本发明的有益效果：