Avaliação da reflectância da superfície de microlentes usando o MSV-5500

Microlentes são componentes fundamentais em diversas aplicações modernas, como câmeras de smartphones, sistemas LiDAR (Light Detection and Ranging) embarcados em veículos e endoscópios médicos. Para garantir a eficiência óptica desses sistemas, é essencial avaliar a reflectância das microlentes e a performance dos revestimentos antirreflexo (AR) aplicados a elas, especialmente dentro da faixa de comprimento de onda relevante para cada aplicação. No entanto, devido ao seu tamanho extremamente reduzido e à curvatura acentuada de sua superfície, a medição precisa da reflectância com espectrofotômetros convencionais, cuja resolução espacial costuma ser da ordem de milímetros, se torna inviável.

Neste estudo, foram realizadas medições de reflectância em superfícies de microlentes com revestimento AR utilizando o microscópio UV/Vis/NIR da Jasco, capaz de operar com um diâmetro de feixe na ordem de micrômetros. Isso permite que pequenas regiões curvas da superfície da microlente sejam consideradas praticamente planas durante a medição. Além disso, o uso de um monocromador com baixo espalhamento de luz, aliado à óptica confocal do sistema, possibilita a obtenção de medições extremamente precisas, mesmo em valores muito baixos de reflectância, inferiores a 0,1%, sem interferências de retro-reflexões.

No âmbito experimental, as medições foram realizadas na superfície convexa de uma microlente asférica (figura 1) com dimensões de 1,0 mm × 1,0 mm × 0,7 mm e diâmetro efetivo de 0,7 mm. A lente possuía um revestimento antirreflexo otimizado para a faixa de luz visível, com reflectância média inferior a 0,5%. O microscópio UV/Vis/NIR MSV-5500 utilizado (figura 2), foi equipado com uma lente objetiva do tipo espelho de Cassegrain com aumento de 16x. A medição foi realizada com uma abertura circular de 30 micrômetros tanto interna quanto externamente, cobrindo uma faixa espectral de 400 a 700 nanômetros.

A Figura 3 apresenta os resultados da medição de reflectância da superfície convexa de uma microlente asférica. Um espelho de alumínio foi utilizado como referência durante as medições. Os valores de reflectância obtidos foram corrigidos e convertidos para reflectância absoluta. A menor reflectância registrada foi de 0,04% no comprimento de onda de 610 nm. A reflectância média no intervalo de 400 nm a 700 nm foi de 0,35%, atendendo à especificação do catálogo (< 0,5%). A aproximação da área de medição como uma superfície plana forneceu resultados satisfatórios. Além disso, o uso de um espectrofotômetro microscópico com monocromador de baixa luz difusa e óptica confocal permitiu medições altamente precisas de reflectância em valores inferiores a 0,1%.

Esses resultados mostraram que o uso de um microscópio UV/Vis/NIR possibilitou a medição da reflectância superficial de microlentes, algo que é difícil de realizar com espectrofotômetros convencionais. Essa análise espectroscópica não se limita às microlentes asféricas, podendo também ser aplicada à medição da reflectância de superfícies curvas de amostras microscópicas com menos de 1 mm, assim como à análise de superfícies com revestimentos antirreflexo (AR) com baixíssimos níveis de reflectância.

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