[논문]겹눈 모사 구조체에서 마이크로 렌즈의 높이가 빛의 수용각에 미치는 영향 연구

정지현; 박미희; 송혜린; 김규정

doi:10.3807/kjop.2023.34.1.013

[국내논문] 겹눈 모사 구조체에서 마이크로 렌즈의 높이가 빛의 수용각에 미치는 영향 연구
Effect of the Sag Height of a PDMS Microlens on the Acceptance Angle of an Artificial Compound Eye 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.34 no.1, 2023년, pp.13 - 21

정지현 (부산대학교 인지메카트로닉스공학과) , 박미희 (부산대학교 인지메카트로닉스 기반 개인맞춤형 헬스케어 교육 연구단) , 송혜린 (부산대학교 인지메카트로닉스공학과) , 김규정 (부산대학교 광메카트로닉스공학과)

초록
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입사하는 빛에 대한 수용각이 큰 인공 겹눈 구조를 제작하기 위해 마이크로 렌즈 어레이의 높이에 따라 곡면형 겹눈 구조체가 갖는 수용각과 이미징 특성을 분석하였다. 마이크로 렌즈의 반지름에 대한 높이인 h/r값을 조절함으로써 보다 큰 입사각을 갖는 빔이 마이크로 렌즈 어레이로 들어올 때도 여전히 빔을 포커싱하고 이미지를 맺을 수 있는 렌즈의 구조를 확인하였다. h/r값이 0.22에서 0.37로 증가할 때 겹눈 구조체의 수용각은 28.70°에서 49.02°로 증가하여 70.8%의 증가폭을 얻어낼 수 있었다. 뿐만 아니라 글자 F를 이미징한 결과, h/r값이 0.37일 때 메인 렌즈의 중심으로부터 23번째에 위치한 마이크로 렌즈에서도 글자가 선명하게 관찰되어 56.35°의 입사각을 갖는 빔에 대해서도 마이크로 렌즈 어레이가 이미지를 맺을 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We have investigated the acceptance angle and imaging performance of a curved artificial compound eye (ACE), depending on the sag height of the microlens array to maximize its sensitivity to light. When the h/r values increased from 0.22 to 0.37, the acceptance angle of the curved ACE was expanded from 28.70° to 49.02°, which is an enhancement by 70.8%. With the designed optical system, it was demonstrated that a microlens located at the 23rd position from the center of the main lens could still focus an incident beam tilted at 56.35°, so that the letter F was clearly observed.

Keyword

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. (a) Fabrication process of the microlens array. (b) Geometric parameters of the single microlens. d, diameter; h, sag height; r, radius; q, contact angle; f, focal length; a, maximum light acceptance angle. (c) Schematic image of the curved artificial compound eye (ACE). Rc, radius of curvature of the curved ACE; 𝜟𝟇, interommatidial angle.
그림 Fig. 2. Fabrication process of the curved artifcial compound eye (ACE). (a), (b) Fabrication of the microlens array (MLA). (c) Polydimethylsi-loxane (PDMS) molding. (d) Surface hydrophobization. (e) PDMS molding. (f) Flexible convex MLA. (g), (h) Deformation of the fexible MLA.
그림 Fig. 3. (a) Schematic images of the incident angle when the collimated beam enters the curved artificial compound eye. (b) Measurement procedure
그림 Fig. 4. Scanning electron microscope (SEM) images of the microlenses, which were fabricated at (a) 2,000 rpm, (b) 3,000 rpm, (c) 4,200 rpm, and (d) 5,600 rpm. (e) Sag height and NA values of the microlenses fabricated with diferent spin speeds.
표 Table 1. Optical parameters of the fabricated microlens array (MLA) and curved artifcial compound eye (ACE) according to the spin speed of the spin-coated photoresist
그림 Fig. 5. (a) Schematic illustration of the optical setup. (b) Focused beam spots by the curved artificial compound eye (ACE). Light intensities are extracted along the dotted line (red line: h/r = 0.22, pink line: h/r= 0.27, green line: h/r = 0.30, blue line: h/r = 0.37). (c)–(f) Angular sensitivity function of the curved ACE. h/r values correspond to (c) 0.22, (d) 0.27, (e) 0.30, and (f) 0.37. (g) Dependence of the acceptance angle on the h/r values. (h) Comparison of focal spot intensities for the curved ACEs with different h/r values.
그림 Fig. 6. (a) Captured images of the letter F by the microlens which is located at the 1st, 18th, 19th, and 20th position, respectively, from the center of the curved artificial compound eye, in case of h/r = 0.30. (b) Intensity profiles of the letter F on the y-axis imaged by the microlenses located at different positions. (c) Maximum order of microlens and incident angle that shows a clear letter F for different h/r values.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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