4.2 微光學元件光學特性量測
4.2.2 微透鏡之光學特性量測
目前極力改善的目標之一。但是就公路上的應用，路標通常是設置 在道路的兩側或者是正上方，因此 0 度的垂直入射情形很少見。反 觀 10 度到 30 度的結果，這是一般公路安全距離時駕駛者應該清楚 看見路標的角度，超過 30 度以上才見到路標就容易產生危險。由上 表的結果可以看出由微反射直角稜鏡所製作的路標其對比度會比傳 統的塗漆式路標其對比度要好上 1.64﹪~4.12﹪，因此可以證明出 微光學反射直角稜鏡的確優於傳統式的路標，如此也可以將微光學 的應用加以推廣。
微透鏡 衰減鏡 CCD
He-Ne Laser pin hole Lens 光圈 放大物鏡
Computer
圖 4-26、微透鏡光學量測裝置圖
分析程式是以 Matlab 軟體所撰寫，可以同時分析光點的大小、
光強度的分佈，如圖（4-27）為氦氖（He-Ne）雷射經準直後打在以 圓弧形光罩所交叉拖拉加工之微透鏡，透鏡孔徑為 215μm、曲率半 徑為 250μm 之微透鏡陣列所形成的聚焦點圖，圖（4-28）為其所形 成的聚焦點能量分佈等高線圖。透鏡之孔徑為 215μm，同理，光點
與光點之間的距離也是 215μm，經過計算的結果，聚焦點的直徑小 於 15μm，而其繞射極限（Diffraction -limited full width of the main labe at the focal plane）為：
Wmain
≅
2（λ×
R）/H = （2×
0.6328µ
m×
250µ
m）/215µ
m = 1.57µ
mλ
：量測用（He-Ne）雷射波長R：曲率半徑 H：微透鏡的孔徑
圖 4-27、圓弧形光罩製程之微透鏡陣列聚焦點圖
圖 4-28、焦點能量分佈等高線圖
聚焦點的直徑大於其繞射極限蠻多的，所以這是我們以後要再 改進的地方，而雷射準直光源通過微透鏡陣列之後呈現高斯分佈，
其中光能量落在光敏區的範圍之內為有效，分佈在光敏區以外的光
能量則是損耗，經過光學測量系統量測得到光強度分佈，如圖（4-29）
所示。
圖 4-29、微透鏡陣列光強度分佈圖
而另外一組，為打在以半圓形光罩所交叉拖拉加工之微透鏡，
如圖（4-30）為透鏡孔徑為 50μm、曲率半徑為 25μm 之微透鏡陣 列所形成的聚焦點圖，圖（4-31）為其所形成的聚焦點能量分佈等 高線圖。同理經計算，聚焦點的直徑小於 10μm，而其繞射極限為：
Wmain
≅
2（λ×
R）/H = （2×
0.6328µ
m×
25µ
m）/50µ
m = 0.633µ
m 同樣，聚焦點的直徑大於其繞射極限蠻多的，也比圓弧形光罩 所加工之微透鏡大的多，原因所在應該在是其加工並非為圓對稱之 加工。所以以圓弧形之光罩所加工之微透鏡會比半圓形光罩加工要較接近球狀面些，所以這是我們以後要再改進的地方。雷射準直光 源通過微透鏡陣列之後呈現高斯分佈，經過光學測量系統量測得到 光強度分佈，如圖（4-32）所示。
圖 4-30、半圓形光罩製程之微透鏡陣列聚焦點圖
圖 4-31、焦點能量分佈等高線圖
圖 4-32、微透鏡陣列光強度分佈圖