マイクロ レンズ アレイ。 マイクロレンズアレイ総合カタログ 製品カタログ

マイクロレンズアレイ|ナルックス株式会社

マイクロ レンズ アレイ

高精度ステージによるナノメートルレベルの位置決めが可能であり、露光エリアを高精度につなげて配置することで、石英基板への大面積加工が実現できます。 スキャナーを用いたフォトリソグラフィ工程で製造されるため、電子ビーム描画装置と比較して大面積加工を安価にご提供できます。 深紫外光(DUV:Deep Ultra Violet)向けワイヤーグリッド偏光素子製造に用いるナノインプリント用の型として最適なソリューションです。 Hp60nm、d350nm• Hp45nm• Hp80nm、d200nm、細線パターン 石英ピラー 直径8インチ(200mm)の石英基板に加工するピラー形状の事例です。 KrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザー搭載のキヤノン製スキャナーにより、最小ピッチ160ナノメートルのピラー形状を加工できます。 高精度ステージによるナノメートルレベルの位置決めが可能であり、露光エリアを高精度に並べて配置することで、石英基板への大面積加工が実現できます。 スキャナーを用いたフォトリソグラフィ工程で製造されるため、電子ビーム描画装置と比較して大面積加工を安価にご提供できます。 LED向けの光取り出し効率向上のための形状加工用の型として最適なソリューションです。 P750nm、三方格子• P160nm、d300nm、正方格子 石英モスアイ構造 直径8インチ(200mm)の大面積石英基板に加工するモスアイ形状の事例です。 KrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザー搭載のキヤノン製スキャナーとエッチングにより、最小ピッチ160ナノメートルのモスアイ形状を加工できます。 高精度ステージによるナノメートルレベルの位置決めが可能であり、露光エリアを高精度に並べて配置することで、石英基板への大面積加工が実現できます。 スキャナーを用いたフォトリソグラフィ工程で製造されるため、電子ビーム描画装置と比較して大面積加工を安価にご提供できます。 周期パターンによる回折光を抑えるため、パターンをランダムに配置することも可能です。 また、石英基板に直接加工できるため、偏光板など他の光学素子と組み合せたソリューションをご提供できるのが弊社の特長です。 もちろん、反射防止のための光学部品表面形状加工用の型としても最適なソリューションです。 仕様例 乱数設計のランダム配列モスアイ、三方格子モスアイ、正方格子モスアイ キーワード 透過型光学部品、反射防止、回折防止、石英へのモスアイ直接加工• ランダム配列• P250nm、三方格子• P250nm、正方格子 マイクロレンズアレイ 直径8インチ(200mm)の石英基板に加工するマイクロレンズアレイ形状の事例です。 ピッチ20マイクロメートル以下のマイクロレンズアレイ形状を加工できます。 レンズ間に溝のない、レンズ充填率100%の形状を加工できるのが特長です。 表裏両面への加工も可能で、精度よく位置合わせが可能です。 石英基板に直接加工できるため、耐熱性が問題となる高強度レーザー向けの光学部品や、紫外線劣化が問題となる光学部品、またはそれらの型に最適なソリューションです。 仕様例 ピッチ20umマイクロレンズアレイ キーワード レンズ充填率100%、表裏両面加工、石英マイクロレンズアレイ• ピッチ20um• ピッチ30um 階段形状 直径8インチ(200mm)の石英基板に加工する階段形状の事例です。 KrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザー搭載のキヤノン製スキャナーにより、最小ステップ幅75ナノメートル、ステップ段差160nmの4段、最大深さ480nm以上の一方向階段形状を加工できます。 高精度ステージによるナノメートルレベルの位置決めが可能であり、露光エリアを高精度に並べて配置することで、石英基板への大面積加工が実現できます。 スキャナーを用いたフォトリソグラフィ工程で製造されるため、電子ビーム描画装置と比較して大面積加工を安価にご提供することができます。 複雑な形状でも最小ステップサイズ(ピクセルサイズ)150ナノメートルまで対応可能です。 16位相以上のマルチレベルパターンも対応可能で、回折光学素子(Diffractive Optical Element : DOE)やCGH(Computer Generated Hologram)として、または型としても最適なソリューションです。 仕様例 ステップ幅75nm、ステップ段差160nm、4位相、16位相 キーワード 回折光学素子、DOE、CGH• ステップ幅75nm、ステップ段差160nm、4段構造• ステップ幅150nm、ステップ段差60nm、4段構造• 高精度ステージによるナノメートルレベルの位置決めが可能であり、露光エリアを高精度に並べて配置することで、石英基板への大面積加工が実現できます。 エッチング装置は、フッ素系ガス、塩素系ガスの双方に対応可能です。 そのため、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、酸化クロムIII(Cr2O3)など、多様な材料に対応可能なのも特長です。 スキャナーを用いたフォトリソグラフィ工程で製造されるため、電子ビーム描画装置と比較して大面積加工を安価にご提供できます。 注目度の高まっているワイヤーグリッド偏光板を、ナノインプリントを利用せずに直接加工できるソリューションです。 Ta(タンタル)、hp80nm• Ti(チタン)、hp100nm.

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事例:マイクロレンズアレイの製作とUV

マイクロ レンズ アレイ

吹きガラスの原理でガラス製微小レンズを開発 -高精度・短時間・簡便に大量生産をかなえる技術- 理化学研究所(理研)生命機能科学研究センター集積バイオデバイス研究チームの田中陽チームリーダー、アイサン・ユスフ大学院生リサーチ・アソシエイト、ヤリクン・ヤシャイラ客員研究員らのは、薄板ガラスに形成した微細空洞中の気体を熱膨張させることで、レンズとして使用できるガラス製の微小ドーム構造を短時間に高精度で簡便に大量作製する技術を開発しました。 本研究成果は、次世代産業で重要となる分析用光学素子、マイクロ化学反応や医療向け細胞分離分析検査デバイス、基板組み込み型カメラの高精度マイクロレンズなどへの応用が期待できます。 また、高温条件下や酸・有機溶媒中でもレンズ機能は失われず、ガラスの性質が保たれることを確認しました。 本研究は、米国の国際科学雑誌『 Applied Physics Letters』のオンライン版(12月26日付:日本時間12月27日)に掲載されます。 なお、理研は「マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、転写モールド、及びマイクロレンズの製造方法」として特許を出願しています。 図 本研究で開発した熱膨張手法の実施前と実施後のガラス微細ドーム構造の断面図 背景 透明な微小ドーム構造やその集合体であるアレイは、昆虫の複眼に見られるように優れたレンズの機能を持ち、光学、生命科学などの専門分野に限らず、スマートフォンのカメラ、センサーモジュールの部品などにも応用されています。 特に近年は、デバイスや装置の小型化・高性能化に伴い、それらに適合した微小レンズを製造する技術が求められています。 材料がプラスチックであれば鋳造法によって大量に製造できますが、プラスチックはガラスに比べて耐久性が低く、透明性も劣ります。 また、廃棄プラスチックによる環境負荷の問題もあることから、ガラス製レンズの需要が高まっています。 しかし、ガラスの微細加工は手間と時間、さらには費用もかかるため、現状では高精度な加工を短時間で大量に行うことは困難です。 研究手法と成果 研究チームは、ガラスの中に封入した気体の熱膨張を利用する吹きガラス製法に着目しました。 伝統ガラス加工分野では数百年来用いられてきた伝統技術をマイクロスケール加工に利用することにより、高いで表面から突出した薄壁のガラス微小ドーム構造を、高精度で短時間かつ簡便に大量生産できる技術を開発しました。 図1 a-d は、今回開発した技術の加工手順を簡略化して示しています。 まず、ガラスを溶かすフッ化水素酸によるで、ガラス基板上に浅い微小なくぼみを形成し、カバーガラスを重ねて仮接合することで閉じた空洞を作ります。 この状態で周囲を真空引きしながら加熱する(減圧し、高温にする)と、空洞中の空気が膨張し、板ガラスが徐々にドーム状に膨らみ、微小ドーム構造が形成されます。 それと同時に、ドーム以外の部分の基板とカバーのガラスが接合されます。 予測した形状に到達したタイミングで加熱をやめ、真空引きしながらプログラム制御でゆっくり冷ます(減圧し、低温にする)ことにより、ドーム形状が保たれたまま設計した寸法通りのガラス微小ドーム構造ができ上がります。 図1 e は、この構造がレンズとして機能する仕組みを示しています。 充填液を用いない場合は、ガラス壁の厚さの差がレンズとしての役割を果たします。 つまり、熱膨張によりレンズの中央部のガラス壁が少し薄くなり、これが上下に二重(図では左右二重)になるため、二重の凹レンズ(正確には凹)になります。 このとき、観察する対象物は実際よりも小さく見えるため、縮小レンズとして働きます。 一方、屈折率がガラスと同様に空気よりも大きい充填液を用いると、となります。 このとき、観察する対象物は実際よりも大きく見えるため、拡大レンズとして働きます。 充填液を用いる場合は完全なガラス製レンズではなくなりますが、外側はガラスであるため、物理的強度や化学的耐性といったガラスの基本的な特性は保たれます。 a フッ化水素酸によるエッチングで板ガラスに浅い微細空洞を形成する。 b 微細空洞をカバーガラスで閉じて仮接合する。 c 真空引きしながら加熱し、熱膨張させる。 d 予測した形状に到達したタイミングで加熱をやめ、真空引きしながら徐冷する。 e 充填液を用いない場合(左)は、左右のガラス壁の厚みの差がレンズとしての役割を果たす。 二重の凹レンズとして機能し、縮小レンズとなる。 屈折率がガラスと同様に空気よりも大きい充填液を用いると両凸レンズとして機能し、拡大レンズとなる。 ガラスドーム構造は、使用するガラスの厚さに応じて変形量が変化します。 図2a,bの上側のガラスのように厚いと変形量が小さく、下側のガラスのように薄いと変形量が大きくなります。 断面はきれいな釣り鐘型をしていて、ドーム構造の中央部のガラスは、周囲に比べて薄くなっています。 ただし、くぼみ部分以外の接合部のガラスの厚さが上下で一致していないと、熱膨張率の違いによって割れてしまうため、厚さがほぼ同じガラスを接合させる必要があります。 さらに、図2c,dに示すように、数量、形状、サイズといった複数の設計条件を自由に設定でき、しかも再現性良く均一に作ること、また充填液を導入するための流路を付け加えることも可能です。 そのため、本手法で作製したドーム構造の応用範囲は非常に広いといえます。 a 薄板ガラスに加工した微細空洞。 b 形成された微小ドーム構造。 ドーム構造の中央部のガラスは、周囲に比べて薄くなっている。 c 直径をさまざまに変えたドーム構造。 d 充填液導入用に流路を形成したドーム構造。 次に、ガラスの厚さやくぼみの直径・深さによってドーム構造がどのように変化するかを調べました。 その結果、用いるカバーガラスが薄く、くぼみの直径が大きく、くぼみが深いほどドームの高さは高くなることが分かりました(図3a,b)。 この傾向は、ガラスの硬さや厚さから理論的に計算した結果ともよく一致し、ドーム高さのばらつきも誤差5%以内と非常に小さいことが分かりました。 これにより、微小ドーム構造は設計が容易で、再現性に優れることが確認できました。 また、表面形状測定機による測定により、ドーム構造は非常にきれいな釣り鐘型の3次元構造と断面形状を持つことが示されました(図3c,d)。 a 基板の厚み2条件でのくぼみ直径に対するドーム高さ。 点線が計算値、実線が実測値。 ドーム高さは、カバーガラスが薄い方が高く、くぼみの直径が大きいほど直線的に高くなる。 b ドーム高さは、くぼみが深いほど直線的に高くなる。 c 表面形状測定機によるレンズ3次元形状の計測結果。 きれいな釣鐘型の構造をしている。 d c の測定結果から得られたドームの断面形状。 さらに、作製したガラス微小ドーム構造がガラスレンズとして機能するかどうかを、定規目盛の観察により調べました(図4a,b)。 その結果、充填液を用いない「空洞レンズ」の場合は定規の目盛りが縮小されていること、充填液にを用いた「充填レンズ」の場合は拡大されていることが確認できました。 また、これらの倍率はレンズの直径に依存し、充填レンズの場合は最大1. 65倍の拡大効果があることが分かりました(図4c)。 a 空洞レンズでの結果。 b 充填レンズでの結果。 c 各レンズでのレンズ直径と倍率の関係測定結果。 充填レンズでは最大1. 65倍の拡大効果、空洞レンズでは最大0. 61倍の縮小効果が得られた。 最後に、作製したガラスレンズが高温や強酸・有機溶媒中の環境下でも使用できるかどうかを検証しました。 また、強酸である硫酸中や有機溶剤のアセトン中でも、空洞レンズ、充填レンズともに機能することが確認でき、ガラスの特性が保たれることが示されました。 今後の期待 本研究で開発したガラス微小ドーム構造の作製手法は、短時間に高精度かつ簡便に大量生産できるという利点があります。 ガラスで作製されていることからレンズとしても長期安定性に優れており、本研究で行ったような極端条件下での使用のほか、多様な工業用途にも向いているといえます。 さらに、研究チームではこれまでに開発したガラスの特徴を生かした 注1)や、細胞や組織などのさまざまな生体試料の分析などの研究 注2)を進めていて、今回のレンズはガラス製でしかもマイクロ流路に組み込める大きさであることから、バイオ分析などの用途においても非常に有用なものであると考えられます。 注1)2019年2月20日プレスリリース「」• 注2)2019年7月9日プレスリリース「」 補足説明• 真空引き 真空ポンプを使用して装置などの内部を真空にする作業のこと。 今回のケースでは、加熱のための炉の内部を真空にした。 アスペクト比が大きいほど構造的に不安定で、作製の難度が高い。 エッチング 微細加工手法の一つで、フッ化水素酸を使用することで、ガラスを溶かして微細な溝などをガラスに彫る技術。 メニスカスレンズ レンズの片面が凸、もう片面が凹になったレンズ。 二つの面の相対的な曲率の違いに応じて中央が周囲より厚い場合は凸レンズとして、逆の場合は凹レンズとして働く。 両凸レンズ 両面とも外側に向かって膨らんだ曲面を持つレンズ。 ミネラルオイル 鉱物油。 流動パラフィンとも呼ばれ、常温では非揮発および非水溶であり、通常の使用条件下では酸化されず、経時変色もない化学的・生物学的に安定した物質。 マイクロ流体チップ バイオ分析や化学分析(システム)をマイクロスケール化する目的で、溶液の混合、反応、分離、精製、検出などの化学操作をミクロ化したデバイスのこと。 半導体製造技術(微細加工技術)を用いて基板に集積化する。 研究チーム 理化学研究所 生命機能科学研究センター 集積バイオデバイス研究チーム チームリーダー 田中 陽(たなか よう) 大学院生リサーチ・アソシエイト アイサン・ユスフ(Aishan Yusufu) 客員研究員 ヤリクン・ヤシャイラ(Yalikun Yaxiaer) (奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学領域 准教授) 技師 天谷 諭(あまや さとし) 研修生 シン・キゴウ(Shen Yigang) 研究支援 本研究の一部は、日本学術振興会(JSPS)科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型 「オジギソウ搭載型植物機能利用スマートマシーン創発(研究代表者:田中陽)」、東電記念財団、天田財団、日本板硝子材料工学助成会による支援を受けて行われました。 原論文情報•

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マイクロレンズアレイとは?原理から用途、製造方法まで! « 超精密・ナノ加工センター.com

マイクロ レンズ アレイ

キヤノン:キヤノンCMOSセンサーの世界 一般に、高画素化などで画素サイズが小さくなると、感度の低下やダイナミックレンジの悪化を招いてしまいます。 しかしキヤノンは、マイクロレンズの狭ギャップ化により、高画素化と感度の向上を両立させました。 さらに、画素内の回路密度を高めることにより、光の蓄積容量を十分に確保。 これは低ISO側の出力レンジの拡大をもたらし、高感度化と相まって幅広いISO感度設定へと結びついています。 センサーの表面には、一つひとつの画素に対応するマイクロレンズが並んでいます。 これは、より多くの光を画素に集めるための微細な凸レンズです。 キヤノンは、このレンズの隙間(マイクロレンズギャップ)を縮小させることで、高画素化(=高密度化)に対応しつつ個々のマイクロレンズはゆとりある大きさを確保。 これにより集光効率が飛躍的に向上し、高ISO側の出力レンジ拡大を実現しました。 集光効率をさらに高めるため、キヤノンはセンサーを覆う膜構造にも工夫をほどこしました。 これを薄膜化することで、フォトダイオード上の一点 から見た場合、遮光層による光のケラレを抑制。 より多くの光をフォトダイオードに取り込むことに成功しています。 これにより、EOS-1Ds Mark IIIの場合、約6.

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