微光學(Micro-optics),又稱微小光學,是20世紀90年代興起的一門新型光學學科,涉及微米級別的光學表面微結構。它是在微電子學的微細加工技術發展的背景下產生的,代表了光學領域的科學前沿。
形成與發展
微光學的形成源于微型化和智能化的需求,這些需求促進了微電子學的發展。70年代,微電子學的發展使得電路技術實現了微型化,但在功能器件方面仍存在局限性。80年代初,微機械和微電器的出現,促成了光學的微型化進程。微光學最初出現在80年代中期,它是通過光刻、波導及薄膜技術制造的光學微器件,如半導體激光器、集成光纖、波導干涉儀、二元光學元件等。隨后,微光學技術得以進一步發展,能夠制造出與襯底垂直的三維光學微器件,如各種折射、反射、衍射、全息、變折射率器件、波導器件等。這種發展導致了微光學平臺(MOT)的出現,進而與微機電系統(MEMS)相結合形成了微光機電系統(MOEMS)。微光學的研究對象包括微米量級的光學功能器件及其表面微結構。
應用
微光學元件因其體積小、重量輕、設計靈活且易于批量生產的特點,在多個領域得到了廣泛應用。例如,SurgiLas德國全球專利微光學治療儀在靜脈曲張治療方面的應用,展現了微光學技術的巨大潛力。此外,微光學電子機械系統集成了微傳感器、微執行器、電子電路和微光學元件,能夠在光學、電學和機械功能上同時發揮作用,是微電子機械系統的重要發展方向。
技術發展方向
微光學技術的現代發展方向主要包括兩個方面:一是微光學與微機電系統的結合,形成微系統;二是微芯片技術,即將微細加工技術應用于分析化學和生命科學,形成微芯片,這被認為是高技術領域的一次重大變革。微光電探測是微芯片的關鍵技術之一。
衍生技術
深刻蝕光學元件是一種高效的衍射光學元件,具有較高的衍射效率和良好的耐潮性能。研究人員已經成功研制出深度達2.5微米、線密度高達670線/毫米的高密度光柵,其在通信波段1550納米下的實際效率達到了89%。這類深刻蝕微光學元件具有廣闊的應用前景,是微光學元件的一個重要發展方向。
參考資料 >
基于超表面的微光學技術成為熱點.網易手機網.2024-11-07
微光學研究及其應用-金鋤頭文庫.金鋤頭文庫.2024-11-07
微光學器件數字掩模制作技術.南昌航空大學科學技術處.2024-11-07