[發明專利]一種平面像場超分辨成像透鏡的制備方法

有效

• 申請號: 201210107575.4
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102621601A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 羅先剛;王長濤;趙澤宇;馮沁;王彥欽;高平;羅云飛;黃成;楊磊磊;陶興
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B1/10;G03F7/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟(1)、選擇平整的基底；

步驟(2)、在基底表面旋涂犧牲層，犧牲層的厚度為d₁＝3～5um，并在100～150℃條件下烘30～150分鐘；控制犧牲層的表面平整度≤5nm；

步驟(3)、在犧牲層上沉積平面多層膜，共沉積5～20組，每組由2層膜層組成，每層膜厚為20～30nm，所述平面多層膜總厚度d₂＝200～1200nm，其中Ag層和SiO₂層交替沉積；控制平面多層膜的表面平整度≤2nm；

步驟(4)、在平面多層膜上旋涂光刻膠，控制膠厚d₃＝2～3um；

步驟(5)、利用移相掩模曝光技術，在光刻膠上顯影得到所需的半圓形結構，所得到的半圓形結構的半徑為200～500nm；

步驟(6)、對步驟(5)中得到的半圓形結構進行刻蝕，將光刻膠中的半圓形結構轉移到平面多層膜上，形成多層半圓形結構；

步驟(7)、在步驟(6)中得到的多層半圓形結構上蒸鍍曲面多層膜，共蒸鍍10～20組，每組由2層膜層組成；先蒸鍍Ag然后是SiO₂，交替蒸鍍；控制每層厚度20～30nm，曲面多層膜總厚度d₄＝400～1200nm；

步驟(8)、在曲面多層膜上沉積一層鉻膜；選用磁控濺射的方式，功率選用100～800W，鉻膜的厚度d₅＝50～100nm；

步驟(9)、在步驟(8)中所鍍的鉻膜上開縫，使縫寬d₆＝50～150nm，縫間距d₇＝200～300nm；

步驟(10)、利用粘連劑將一塊石英片粘連到鉻膜上，盡量使粘連劑填充滿整個鉻層與石英片之間的所有空隙，使石英片與鉻膜粘貼牢固；

步驟(11)、將基底和石英片泡在丙酮溶液內，通過溶解犧牲層來去掉基底材料，從而得到最終的透鏡結構。

2.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的基底材料可以為紅外波段的硅，也可以是光波段的石英或玻璃。

3.根據權利要求1所述的平面像場超透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中所涂犧牲層可以為AZ-3?100、AZ-1500或AZ-3?170光刻膠。

4.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中所沉積的平面多層膜可以通過磁控濺射鍍膜，也可以選擇真空蒸鍍的方式。

5.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中所旋涂的光刻膠可以AZ-3100、AZ-1500或AZ-3170光刻膠。

6.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中采用的光刻技術，曝光時間由曝光強度和光刻膠的厚度決定，為10～150秒。

7.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(6)中將光刻膠中的半圓形結構轉移到平面多層膜上，可以利用RIE、IBE或ICP來實現；刻蝕所選氣體可以是SF₆、CHF₃或Ar。

8.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(7)中蒸鍍的曲面多層膜中的單層膜厚控制在20～30nm之間。

9.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(8)中沉積的鉻膜應該在腔體溫度200～300℃下進行沉積，這樣可以保持比較好的膜層致密度。

10.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(9)中在鉻膜層上開的縫的線寬為50～150nm。

11.根據權利要求1所述的平面像場超分辨成像透鏡的制備方法，其特征在于：所述步驟(10)所選擇的粘連劑可以是紫外固化膠或PMMA。