A proposito di microscopie

Le lenti molto piccole sono chiamate microlenti. Di solito hanno un diametro inferiore a 1 millimetro (mm) e di solito sono piccoli fino a 10 micron (m). Le prime microlenti furono fatte per microscopi nel XVII secolo. Al giorno d'oggi, gli array di microlenti sono ancora utilizzati per microscopi, così come molte altre applicazioni come fotocamere per telefoni cellulari, fotocopiatrici e monitor 3D. Possono anche essere trovati in natura, dalle semplici strutture che raccolgono la luce nelle foglie per la fotosintesi, agli occhi ricondizionati degli insetti.

Le piccole dimensioni dell'obiettivo in miniatura significano che un design semplice è spesso la scelta migliore per la qualità ottica, ma a volte la diffrazione ottica, ossia la curvatura delle onde attorno agli ostacoli, può causare effetti indesiderati nelle piccole caratteristiche dell'obiettivo. Una microlente tipica ha un piano e una superficie sferica convea per riflettere la luce. Poiché la microlente è molto piccola, lo strato sottostante che supporta la lente è generalmente più spessa. Questo spessore aggiuntivo deve essere preso in considerazione in questo tipo di progettazione Prodotti ottici di precisione. Gli asferici sono utilizzati per le lenti più complesse, mentre altri possono utilizzare diversi strati di materiali ottici per raggiungere livelli di prestazioni più elevati.

Un altro tipo di microlente ha due piani paralleli, dove i cambiamenti nell'indice di rifrazione della lente causano azioni di messa a fuoco. Questi piani sono chiamati obiettivi Gradient Refraction Index (GRIN). Alcune microlenti ottengono l'effetto di messa a fuoco sfruttando l'indice di rifrazione e i cambiamenti nella forma della superficie. Una lente microfinel è una micro-lente che focalizza la luce attraverso una serie di superfici concentriche che riflettono la luce. Queste lenti possono essere fatte molto sottili e leggere.

L'array di microlenti è composto da Produttore di specchi ottici Contiene più microlenti che formano un array unidimensionale o bidimensionale su un substrato di supporto. Le lenti separate hanno una apertura circolare e sono disposte in un array esagonale per ottenere la massima copertura del substrato. Ci sono spazi tra le lenti, ma la fabbricazione di microlenti con apertura non circolare può ridurre il divario. Utilizzando un array di sensori ottici, un piccolo sistema di lente focalizza e concentra la luce sulla superficie del fotodiodo in modo che la luce non cade sulle aree non sensibili alla luce del dispositivo pixel.

Una singola microlente viene utilizzata per accoppiare la luce con la fibra ottica, mentre gli array di microlenti vengono generalmente utilizzati per migliorare l'efficienza di raccolta della luce per gli array di dispositivi di accoppiamento di carica (CCD). L'array raccoglie e focalizza la luce nella regione sensibile di CCD.

In alcuni proiettori digitali, gli array di microlenti vengono utilizzati anche come un modo per focalizzare la luce. Il proiettore utilizza un display a cristalli liquidi (LCD), che è un display a schermo piatto che sfrutta le caratteristiche di modulazione della luce del cristallo liquido in combinazione con un polarizzatore. L'array focalizza la luce su un'area efficace utilizzata per produrre un'immagine proiettata. Diversi tipi di microlenti agiscono come concentratori per la generazione di energia fotovoltaica efficiente. Il fotovoltaico utilizza il cosiddetto effetto fotovoltaico per convertire la luce in elettricità. L'effetto fotovoltaico è la creazione di corrente elettrica nel materiale quando esposto alla luce. È un fenomeno fisico e chimico.

A differenza delle lenti tradizionali, la combinazione di matrici di microlenti è stata progettata per avere proprietà di imaging, come la capacità di formare immagini che non sono invertite. Gli array di microlenti sono utilizzati anche in piccoli dispositivi di imaging come fotocopiatrici e fotocamere per smartphone.

Nel microscopio ottico, due matrici di microlenti producono un'illuminazione uniforme. Due array di microlenti sono stati collocati nel percorso di illuminazione del microscopio per ottenere immagini altamente accurate. Le microlenti sono utilizzate anche per l’imaging e la visualizzazione 3D.