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공초점 현미경용 장초점 마이크로렌즈 제작
Fabrication of Micro-Lens Array with Long Focal Length for Confocal Microscopy 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.20 no.4, 2011년, pp.472 - 477  

김기홍 (한국기계연구원 나노공정장비연구실) ,  임형준 (한국기계연구원 나노공정장비연구실) ,  정미라 (한국기계연구원 나노공정장비연구실) ,  이재종 (한국기계연구원 나노공정장비연구실) ,  최기봉 (한국기계연구원 나노공정장비연구실) ,  이형석 ((주)나노시스템) ,  도이미 (한국전자통신 연구원 RFID)

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This paper shows the method of fabrication of a micro lens array comprised of a Nipkow disk used in a large-area, high-speed confocal microscopy. A Nipkow disk has two components, a micro lens array disk and a pinhole array disk. The microlens array focuses illumination light onto the pinhole array ...

주제어

#마이크로 렌즈 어레이   #닙코디스트   #리플로우공정   #임프린팅 공정   #공초점 현미경  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 곡률이 큰 마이크로 렌즈를 제작하기 위해서는 원기둥 패턴 형상의 종횡비(aspect ratio)가 작도록 광경화제의 두께를 조절하여야 하고, 이로 인하여 reflow 공정에서 구형 상이 아닌 가운데가 처진 형상이 제작되는 경우가 많다. 이 논문에서는 초점 길이가 0.5mm인 장초점 마이크로 렌즈 제조에서 이러한 처짐 현상이 없는 reflow 공정 조건에 대한 연구와 PDMS 제조 및 이를 이용한 SU-8 복제 공정을 통하여 유리 기판에 마이크로 렌즈 어레이를 제조하는 방법에 관하여 기술한다.
  • 이 논문은 중기청 산학연 공동기술개발사업인 마이크로렌즈를 이용한 대면적 고속 패키징 검사기 개발사업과, 산업기술연구회의 3D Printed 전자소자 미세패터닝 공정장비기술 개발의 지원을 받아 수행되었다.
  • 이 논문은 최근 주목을 받고 있는 Nipkow 디스크형 공초점현미경 광학계에서 사용되는 마이크로 렌즈 어레이 제작에 관하여 기술하였다. 이 방법은 일반적인 광경화제 리플로우 공정으로 마스터 렌즈 어레이를 제작한 후 PDM로 복제 마스터를 제작하고, 임프린팅 공정으로 유리 기판에 SU-8 재질의 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다.

가설 설정

  • 이 논문에서는 0.5mm 두께의 유리 기판에 마이크로 렌즈를 제작하는 것을 가정하여 초점 거리 / = 0.5mm, 마이크로 렌즈의 직경 2r=78㎛로 설정하였다. 수식 (1)~(4)식을 이용하여 제작하려는 마이크로 렌즈의 형상 파라메터를 계산하면 곡률은 205um, 이고, 코팅 두께 4=L8㎛가 된다.
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참고문헌 (10)

  1. Pawley, J. B., 2006, Handbook of Biological Confocal Microscopy 3rd Ed., Springer, USA. 

  2. Ishihara, M., and Sasaki, H., 1999, "High-Speed Surface Measurement using a Nonscanning Multiple-Beam Confocal Microscope," Opt. Eng., Vol. 38, No. 6, pp.1035-1040. 

  3. Tanaami, T., Otsuki, S., Tomosada, N., Kosugi, Y. Shimizu, M., and Ishida, H., 2002, "High-Speed 1-Frame/ms Scanning Confocal Microscope with a Microlens and Nipkow Disks," Appl. Opt., Vol. 41, No. 22, pp. 4704-4708. 

  4. Yin, S., Lu, G., Zhang, J., Yu, F. T. S., and Mait, J. N., 1995, "Kinoform-Based Nipkow Disk for a Confocal Microscope," Appl. Opt., Vol. 34, No. 25, pp. 5695-5698. 

  5. Daly, D., 2001, Microlens Arrays, CRC Press, USA. 

  6. Hwang, S. K., Baek, S. H., Kwon, J. H., and Park, Y. S., 2009, "Fabrication of Microlens Array Using Photoresist Thermal Reflow," J. Opt. Soc. Korea, Vol. 20, No. 2, pp.118-122. 

  7. Tiziani, H. J., Achi, R., Kramer, R. N., and Wiegers, L., 1996, "Theoretical Analysis of Confocal Microscopy with Microlenses," Appl. Opt., Vol. 35, No. 1, pp. 120-125. 

  8. Tiziani, H. J., and Uhde, H. M., 1994, "Three-Dimensional Analysis by a Microlens-array Confocal Arrangement," Appl. Opt., Vol. 33, No. 4, pp. 567-572. 

  9. Ishihara, M., 2002, Active Confocal Image Acquisition Apparatus and Method of Three-Dimensional Measurement using same, US patent: 6399942 B1. 

  10. Hecht, E., 1987, Optics 2nd Ed., Addison-Wesley, USA, pp.419. 

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