方法一：[8]
此計算我們是使用電腦軟體（Matlab）來加以分析，首先以薄 膜測厚儀量測到的曲線數據，利用離散小波函數（Wavelet）轉換，
其理論請見附錄（一），此方法可以將我們量測到數據作小波函數轉 換，將其濾波成高、低頻兩部分作分析，並且可以再將其低頻的部 分作第二階的小波函數轉換，也可在作第三階、第四階 … 的轉換，
最多可至第八階的轉換，如此可以用不同的階數轉換，來作個別所 需要的分析，以誤差值最小的為其所需之分析階數，如同量測海岸 線之原理一樣，量測範圍以適當的海岸地形為主，忽略因海岸邊石 頭的誤差，以適當之範圍作分析。而使用小波函數轉換的計算也如 同量測海岸線一樣，可以選擇一個適當的階數做轉換，經過我們以 各階的分析後，如下頁和下下頁各圖，發現我們量測到的各各微光 學元件數據，經過一次的小波函數轉換值和實際理論數據誤差值為 最小，因為以小波函數轉換在對其第一次轉換後的數據，所以我們 以小波函數轉換作一次的分析。而經過一次小波函數轉換其低頻的 部分作為我們量測數據的基準中心線，其高頻的部分也就等於我們 的粗糙度值，所以以小波函數轉換作分析，其有比較快的運算速度 及其準確性。
1.微直角錐陣列（寬度為 100μm、深度為 50μm）：
2.微透鏡陣列（寬度 215μm、曲率半徑 250μm）
3.微透鏡陣列（寬度 43μm、曲率半徑 50μm）
4. 微透鏡陣列（寬度為 50μm、曲率半徑為 25μm）：
所謂離散小波轉換是將一個有限解析度的函數 v(x)∈Vj, Vj與
1
1 −
− ⊕ j
j W
V 之間做基底變換，經過第一階的小波函數轉換，就是將 Vj 中的樣本函數以低頻和高頻濾波係數分解成兩互相正交的低頻部分 和高頻部分，分別放置於 Vj-1與 Wj-1中，這樣的一對高、低頻濾波係 數，可經由小波理論之設計而得。如再經過第二階的小波函數轉換，
也就是將 Vj-1中的樣本函數以低頻和高頻濾波係數再分解成兩互相 正交的低頻部分和高頻部分，分別放置於 Vj-2與 Wj-2中，如圖（4-11）。
圖 4-11、以 Wavelet 轉換作濾波之示意圖
經小波函數作一階的轉換，而低頻的部分（Vj-1）作為我們量測 數據的基準中心線，然後將其實際量測線與基準中心線相減的誤差 值取其絕對值對其取平均值，可得此曲線之算數平均粗糙度值（Ra）， 而經計算其高頻的部分（Wj-1），也接近此曲線之算數平均粗糙度值。
1.微直角錐陣列（寬度為 100μm、深度為 50μm）：
我們從薄膜測厚儀所量測之微直角錐陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-12-1）。而圖（4-12-2）此線為我們經 Matlab 作小波 函數轉換分析後所得之基準中心線，圖（4-12-3）為經過轉換後之 高頻部分，將其做計算可得粗糙度值 Ra=0.3843，圖（4-12-4）為 基準中心線與實際加工曲線之誤差值，誤差值取絕對值相加後取平 均值，其所得值即為平均粗糙度值 Ra=0.4095μm，還算在可接受之 範圍，但還要再加強至光學級表面的奈米級。
圖 4-12、微直角錐反射鏡陣列粗糙度量測圖
2.微透鏡陣列（寬度 215μm、曲率半徑 250μm）
我們從薄膜測厚儀所量測之微透鏡陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-13-1）。而圖（4-13-2）此線為我們經 Matlab 作小波 函數轉換分析後所得之基準中心線，圖（4-13-3）為經過轉換後之 高頻部分，將其做計算可得粗糙度值 Ra=0.2373，圖（4-13-4）為 基準中心線與實際加工曲線之誤差值，誤差值取絕對值相加後取平 均值，其所得值即為平均粗糙度值 Ra=0.2513μm。
圖 4-13、微透鏡陣列粗糙度量測圖（一）
3.微透鏡陣列（寬度 43μm、曲率半徑 50μm）
我們也從薄膜測厚儀所量測之另一組微透鏡數陣列據擷取一段 來作分析，如圖（4-14-1）。而圖（4-14-2）此線為我們經 Matlab 作小波函數轉換分析後所得之基準中心線，圖（4-14-3）為經過轉 換後之高頻部分，將其做計算可得粗糙度值 Ra=0.1124，圖（4-14-4 ） 為 基 準 中 心 線 與 實 際 加 工 曲 線 之 誤 差 值 ， 其 平 均 粗 糙 度 值 Ra=0.1193μm。
圖 4-14、微透鏡陣列粗糙度量測圖（二）
4. 微透鏡陣列（寬度為 50μm、曲率半徑為 25μm）：
我們另從薄膜測厚儀所量測之微透鏡陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-15-1）。而圖（4-15-2）此線為我們經 Matlab 作小波 函數轉換分析後所得之基準中心線，圖（4-15-3）為經過轉換後之 高頻部分，將其做計算可得粗糙度值 Ra=0.4633，圖（4-15-4）為 基準中心線與實際加工曲線之誤差值，誤差值也取絕對值相加後取 平均值，其所得值即為平均粗糙度值（Ra），Ra=0.4787μm。
圖 4-15、微透鏡陣列粗糙度量測圖（三）
方法二：[9,10]
我們也是使用電腦軟體（Matlab）來作分析，首先以薄膜測厚儀 量測到的曲線數據做為我們的實際加工曲線，另以實際加工曲線每 一點皆以其鄰近的十點作平均運算，其得到之數據曲線作為我們量 測數據的基準中心線，然後將其實際量測線與基準中心線相減得誤 差值取其絕對值，最後對其誤差值作平均，可得此曲線之算數平均 粗糙度值（Ra）。
1.微直角錐陣列（寬度為 100μm、深度為 50μm）：
我們從薄膜測厚儀所量測之微直角錐陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-16）。厚線為我們實際量測曲線，而薄線為我們經 Matlab 作鄰近十點作平均分析後所得之基準中心線，將基準中心線與實際 加工曲線取其兩線之誤差值，誤差值取絕對值相加後取平均值，其 所得值即為平均粗糙度值（Ra），Ra=0.3736μm，和上一個方法所取 之誤差值相當接近。
圖 4-16、微直角錐反射鏡陣列粗糙度量測圖
2.微透鏡陣列（寬度 215μm、曲率半徑 250μm）
我們從薄膜測厚儀所量測之微透鏡陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-17）。其平均粗糙度值 Ra=0.2213μm，和上一個方法 所取之誤差值相當接近。
圖 4-17、微透鏡陣列粗糙度量測圖（一）
3.微透鏡陣列（寬度 43μm、曲率半徑 50μm）
我們從薄膜測厚儀所量測之微透鏡陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-18）。其平均粗糙度值 Ra=0.1027μm，和上一個方法 所取之誤差值相當接近。
圖 4-18、微透鏡陣列粗糙度量測圖（二）
4. 微透鏡陣列（寬度為 50μm、曲率半徑為 25μm）：
我們從薄膜測厚儀所量測之微透鏡陣列數據擷取一段來作分 析，如圖（4-19）。厚線為我們實際量測曲線，而薄線為我們經 Matlab 作鄰近十點作平均分析後所得之基準中心線，其平均粗糙度值 Ra=0.4312μm，和上一個方法所取之誤差值相當接近。
圖 4-19、微透鏡陣列粗糙度量測圖（三）
整理：
經過以上方法計算，我們發現以小波函數轉換計算之兩種粗糙 度值相當的接近，而且和傳統十點平均計算之粗糙度值也相當的接 近，如下表（4-5）所示，故我們可以小波函數轉換做粗糙度的初步 檢驗，因小波函數轉換可有簡單的運算，並可快速計算出粗糙度值，
而且小波函數可以做各種是當階數轉換的運算。
小波轉換之低頻 計算粗糙度
小波轉換之高頻 計算粗糙度
十點平均計算 之粗糙度 微直角錐陣列（寬度為 100μ
m、深度為 50μm）
0.4095μm 0.3843μm 0.3736μm
微透鏡陣列（寬度 215μm、
曲率半徑 250μm）
0.2513μm 0.2373μm 0.2213μm
微透鏡陣列（寬度 43μm、曲 率半徑 50μm）
0.1193μm 0.1124μm 0.1027μm
微透鏡陣列（寬度為 50μm、
曲率半徑為 25μm）
0.4787μm 0.4633μm 0.4312μm
表 4-5、各種粗糙度計算比較
（二）掃描式電子顯微鏡（SEM ）
掃描式電子顯微鏡為破壞性的量測，其必須由電子在待測元件 上流動，因為我們的基板材料是 PC 聚碳酸酯（Polycarbonate）為 絕緣體，所以必須在待測元件表面先行蒸鍍上金屬膜才能導電，而 我們的微光學元件均蒸鍍上一層金。功能與光學顯微鏡相類似，放 大倍率可達數萬倍，適合做細微的觀察，由於它具有傾斜角度照攝 的功能，因此可以觀察 3-D 立體結構。如圖（4-20）所示為微直角 錐陣列電顯圖，其放大倍率為 150 倍，由圖大約可看出加工後之表 面狀況，而圖（4-21）為圓弧形光罩所加工之微透鏡陣列電顯圖，
其放大倍率為 80 倍，如圖（4-22）為半圓形光罩所加工之微透鏡陣 列電顯圖，其放大倍率也為 80 倍。
圖 4-20、微直角錐陣列電子顯微鏡圖
圖 4-21、微透鏡陣列電子顯微鏡圖
圖 4-22、微透鏡陣列電子顯微鏡圖
（三）顯微干涉儀（Zygo ）
顯微干涉儀集合以上各種觀察角度於一身，為非接觸式、非破 壞性的測量工具，同時具體呈現各種量化的數據，對於各種微光學 元件的量測非常方便，但是由於其量測方法式靠光的干涉，所以對 空氣中的一些擾動皆會引響其量測值，而且元件加工後的表面粗糙 度變得非常重要，若過份粗糙時，光之反射不足，散射增加，無足 夠迴授之光與參考光干涉，因而導致顯微干涉儀量測上的困難。如 圖（4-23）為微透鏡之 Zygo 量測圖，圖（4-24）為圓弧柱狀鏡之 Zygo 量測圖。
圖 4-23、微透鏡之 Zygo 量測圖
圖 4-24、圓弧柱狀鏡之 Zygo 量測圖