MikroLinsenArray

Eine Mikrolinsenarray (MLA) ist eine regelmäßige Anordnung vieler Mikro-Linsen auf einem Trägermaterial. Jede Linse fokussiert Licht aus einem bestimmten Bereich und leitet es in eine definierte Richtung weiter, wodurch das Licht auf einem Detektor gemessen oder in ein anderes optisches System eingeführt wird.

Typische MLA-Designs verwenden plan-konvexe oder asphärische Lenslets in einem Raster. Der Linsenabstand (Pitch) entspricht oft dem Linsendurchmesser oder liegt leicht darüber. Durchmesser der Linsen liegen typischerweise im Bereich von 10 bis 300 Mikrometern; Brennweiten reichen von wenigen Dutzend bis zu mehreren Tausend Mikrometern, abhängig von Anwendung und gewünschter Numerical Aperture.

Herstellung erfolgt aus Glas oder Polymermaterialien wie PMMA, NOA oder SU-8. Typische Fertigungsverfahren umfassen Mikrofertigung, Replikation bzw. Spritz- bzw. Soft-Lithography und Imprägnierung. In vielen Bildsensoren werden Mikrolinsenarrays direkt auf die Sensoroberfläche geätzt oder abgeformt, um die Ausnutzung des Photonenvolumens (Fill Factor) zu erhöhen.

Anwendungen umfassen Digitalkameras, bei denen MLA das Licht auf dem Sensor verteilt, und Lichtfeldkameras, die durch die Aufnahme von Blickrichtungen eine 3D- oder Plenoptic-Bildgebung ermöglichen. Im Beleuchtungssystem dienen MLA zur Homogenisierung oder Fokussierung von Licht aus LEDs. In der Faseroptik helfen sie bei der Kopplung mehrerer Lichtwege.

Vorteile eines MLA sind geringe Baugröße, hohe optische Effizienz und einfache Integration in Mikrosysteme. Einschränkungen ergeben sich durch Crosstalk zwischen benachbarten Linsen, Abbildungsfehler und Fertigungstoleranzen, die die Bildqualität beeinträchtigen können. Insgesamt bleiben Mikrolinsenarrays eine zentrale Komponente in der Mikrooptik.