高斯光勻化的微透鏡陣列有區(qū)別于傳統(tǒng)光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，所以微透鏡陣列具有較多的優(yōu)異效果。微透鏡陣列較為常見的應(yīng)用有：高斯光整形，高斯光勻化，激光勻化，波前探測(cè)，光纖耦合，激光切割等。而這其中，激光勻化，高斯光整形，高斯光勻化是較為常見的。因?yàn)?，無論是用于激光加工，還是照明領(lǐng)域，光纖耦合，高斯光勻化都可以大大的提高效果和過程的可控性。然而市面上微透鏡陣列品類繁多，參數(shù)復(fù)雜，廠家各異。那么該如何基于自己的激光勻化要求，挑選合適的微透鏡陣列呢？本文就雙陣列的勻化方案，如果選擇用于高斯光勻化整形的微透鏡陣列做了簡(jiǎn)要介紹。

雙微透鏡激光勻化的高斯光整形方案光路圖如下：

LA1、LA2、FL和FP從左而右分別是微透鏡陣列1、微透鏡陣列2、聚焦鏡和成像焦面。從上圖可見，微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)為平凸結(jié)構(gòu)，平面相對(duì)，凸面即帶有微透鏡的結(jié)構(gòu)對(duì)外。入射待勻化整形的高斯激光從左邊經(jīng)準(zhǔn)直后入射到微透鏡陣列。兩片高斯光勻化微透鏡陣列的子單元口徑保持或接近。微透鏡陣列之間的間隔越等與微透鏡陣列1的焦距，一般是略大于。微透鏡陣列與聚焦鏡FL的距離會(huì)略微影響出勻化光斑的發(fā)散角，但是影響不大，一般選型計(jì)算時(shí)忽略不計(jì)。實(shí)際操作中可調(diào)整這個(gè)距離以微調(diào)微透鏡陣列的效果和大小。末端即為微透鏡陣列高斯光勻化的效果端面。

微透鏡激光勻化光斑大小關(guān)系如下式所示：（p_LA為透鏡陣列的子單元口徑大小）

D_FT=p_LA·f_FL·（f_LA1+f_LA2-a₁₂）/(f_LA1·f_LA2)

在上光路所示的條件下，a₁₂=f_LA2，上式可以化簡(jiǎn)如下：

D_FT= p_LA·f_FL/ f_LA2

所以，依據(jù)公式可以較為簡(jiǎn)答的得出需要的微透鏡陣列參數(shù)范圍和目標(biāo)方向。假定，需要的勻化要求是：在300mm出形成10*10mm的方形光斑。那么便有：D_FT=10mm，f_FL=300mm，帶入公式，可計(jì)算得出微透鏡陣列的口徑與焦距的比值：p_LA/f_LA2=0.03333。如果是矩形，則計(jì)算長(zhǎng)短邊分別計(jì)算一次。

理論上，微透鏡口徑越小，勻化效果越好。但是太小的口徑，會(huì)有衍射干擾，硬性的勻化效果反而沒有那么好。所以，一般建議選型的時(shí)候，口徑可以稍微放大一些。微透鏡的口徑需求確定了，邊可以對(duì)應(yīng)這pLA/fLA2=0.03333計(jì)算出對(duì)應(yīng)的焦距應(yīng)該是多少，也邊可以得到可以接受的微透鏡參數(shù)范圍。

在光路中，微透鏡末端的聚焦鏡主要的作用是提高勻化效果，調(diào)整高斯光勻化的位置和尺寸大小，并非必要的。如果需要的光斑在遠(yuǎn)處或者尺寸較大，可以撤去。

需要注意的是，因?yàn)檫x用的是周期性微透鏡陣列，所以對(duì)光源本身有一定要求。如果是M²較小，相干性高的光源，微透鏡陣列的高斯光整形勻化效果反而沒那么好。這種光源，推薦使用衍射性的整形勻化元件，可以達(dá)到很高的勻化性。當(dāng)然，也可以先將光通過散射片，在入射到微透鏡陣列勻化鏡組，但是效果性價(jià)比不高，一般情況不推薦。

雙片微透鏡陣列的使用過程中，特別需要主要的是兩片陣列的中心對(duì)齊。這個(gè)可以通過旋轉(zhuǎn)鏡片，微小移動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因于微透鏡陣列面積精度和光源質(zhì)量的原因，勻化光斑會(huì)帶有一定的散斑，這個(gè)是正?，F(xiàn)象。由于散斑較弱，一般不影響使用。而消除散斑對(duì)精度要求比較高，花費(fèi)較大，性價(jià)不高。這是微透鏡陣列整形的常見現(xiàn)象，無論是國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品均如此。