微透鏡陣列（MLA）作為一種由二維微尺度透鏡陣列組成的結構，因其獨特的光學性質和廣泛的應用，而受到學術界和工業界的關注。

近年來，MLA逐漸涉足多種應用領域，如波前傳感、虛擬現實、增強現實顯示、光束整形、微寬視角成像、光場相機、光通信等諸多新興應用。

然而，使用傳統的MLA制造方法，如熱回流焊，噴墨和自組裝，很難直接用所需的排列和輪廓制造非球面微透鏡陣列（AMLA），這決定了AMLA的光學性能。同時，自上而下書寫引起的碎片、地形控制困難和工藝復雜性等缺點阻礙了這些方法的大規模商業化。

在《光：先進制造》雜志上發表的一篇新論文中，由武漢大學技術科學研究所先進光刻國家重點實驗室桂成群教授領導的科研團隊，通過單光束曝光DLWL證明了AMLA的制造和表征，可以滿足光學性能的高要求。



為了控制輪廓，我們研究中采用了一種優化方法來減少AMLA輪廓與所需輪廓的偏差。平行和散射光源用于測試AMLA的不同光學性能，結果與我們的設計非常吻合。

由于我們方法的高度靈活性，具有不同填充因子和離軸AMLA的AMLA也可以通過一步法光刻技術輕松制造。

最后，利用上述技術制備了一種柔性薄膜自動立體顯示器，展示了一種低成本提供柔性全息顯示的新方法。

a. 離軸 MLA 的示意圖。b. 制造的離軸MLA的三維形貌。c. 實驗捕獲的工作波長為635nm的聚焦點陣。d. 通過掃描電鏡 e-f. SEM照片在MLA的部分視圖中表征離軸MLA，填充因子為90.7%和100%。

與傳統的MLA制造方法相比，這種先進的光刻技術在設計上具有很高的靈活性，可以顯著提高許多基于MLA的功能器件的性能。這些科研人員總結了這種先進的光刻技術的優勢和應用前景。

“我們展示的AMLA尺寸為30x30mm2可在8小時36分鐘內制造，對應于超過100毫米的高速寫入2/小時。事實上，我們可以制造面積大于500×500毫米的MLA。同時，通過三維光學接近校正（相對輪廓偏差低至0.28%）成功優化了制造的AMLA的輪廓，平均表面粗糙度低于6nm。”

他們補充說：“它具有許多應用前景，例如激光光束整形器和波前傳感器。例如，為了實現自由曲面光束整形器，MLA內部的微透鏡應不規則對齊（即聚焦的點陣列隨機分布），這需要復雜的灰度掩模用于其他方法。使用具有高度制造自由度的激光直接寫入光刻技術，我們可以直接制造離軸MLA以生成不發光的點陣列，而無需復雜的灰度掩模。”

科研人員說：“所提出的基于直接激光書寫光刻的AMLA制造方法不僅可以降低制備復雜形貌MLA的難度，而且非常適合工業化生產。這可以大大降低由微透鏡組成的設備的制備成本，例如內窺鏡、紅外探測器、全息顯示器、光學耦合器等。因此，它將對醫療、救援、光通信、軍事和許多其他相關領域產生重大影響”。

審核編輯：劉清