[發(fā)明專利]一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)及制備方法

有效

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• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108333650B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 申溯;吳峰;周云
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

本發(fā)明公開了一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)及其制備方法，其特征在于，其包括：承載體；微透鏡鏡組陣列層，所述承載體表面至少設有兩組微透鏡鏡組陣列層，所述微透鏡鏡組陣列層包括若干微透鏡，且至少一組微透鏡鏡組陣列層表面設有聚合物材料，所述聚合物材料與所述微透鏡鏡組陣列層的材料折射率之差絕對值為0.01~0.3；其中，一所述微透鏡鏡組陣列層中的微透鏡與另一所述微透鏡鏡組陣列層中的微透鏡相互對準，且所述對準誤差不大于微透鏡開口口徑的10%。本發(fā)明提出一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)，其有若干光學功能面，不易被測量和復制；并且，光學性能不受污染物的影響；采用的壓印和填充方法，制備效率高，因而適合制作大幅面微透鏡陣列薄膜器件。

技術領域

本發(fā)明涉及微透鏡的技術領域，更具體地講，本發(fā)明涉及一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)及制備方法。

背景技術

自上世紀80年代起，光學技術的發(fā)展使得信息的傳輸、存儲、顯示和處理發(fā)生了根本性的變化。微光學技術及器件是發(fā)展最快的領域之一。微透鏡陣列作為最重要的一類微光學元器件，不但極大減少了傳統(tǒng)透鏡的體積，而且具有許多獨特的光學性質，在光電行業(yè)具有廣泛的應用，如擴散、整形、均勻、聚焦、成像等。

金剛石切削是傳統(tǒng)制作微透鏡陣列的方法。然而，加工設備昂貴，需要復雜的運動誤差控制反饋系統(tǒng)。切削刀具成本高且易損壞，難以在大幅面上的實現(xiàn)高均勻度和低粗糙度，因此通常只被用來制作小面積微透鏡陣列模版。麻省理工學院(MIT)的C. R. Forest等提出微鍛造技術，雖然改善了粗糙度，但切削和拋光兩次處理增加了保證機械運行誤差的難題，運行效率低，在文獻[] C. R. Forest, M. A. Saez, I. W. Hunter,Microforging technique for rapid, low-cost fabrication of microlens arraymolds, Applied Optics, 46(36), pp. 8668-8673, 2007.中只給出了口徑1mm微透鏡陣列的實驗結果。

目前，用于制作微透鏡陣列的方法主要有熱融回流法、打印法、光敏玻璃法、離子交換法等。熱融回流法是目前制作微透鏡陣列最成熟的方法。利用熔融液體冷卻時表面張力作用自然地形成微透鏡形狀，因而粗糙度小。近年來隨著半導體光刻工藝的不斷進步，熱回流法結合光刻或者激光直寫技術，將光刻膠作為熔融介質，制得高占空比的微透鏡陣列，口徑范圍從數(shù)百微米到小于10微米。

上述的微透鏡陣列，受其制作方法限制，通常只具有一個光學功能面，并且容易被測量和復制，從而引起的像差、球差等成像缺陷，這在很大程度上限制了微透鏡陣列在更為精密的光學系統(tǒng)中的應用。2016年Nature Photonics （[] T. Gissibl, S. Thiele, A.Herkommer, and H. Giessen, Two-photon direct laser writing of ultracompactmulti-lens objectives, Nature Photonics,10(8), 554-560, 2016.）報道了一種口徑100微米微透鏡物鏡，采用雙光子激光直寫制作，有5個光學功能面，矯正了像差，具備優(yōu)良的光學傳遞函數(shù)，在光纖系統(tǒng)、量子芯片、機器視覺等對成像器件的集成和品質有較高要求的光學系統(tǒng)中有廣泛應用。但雙光子激光直寫技術制備效率低，不適合制作大幅面微透鏡陣列器件。

針對上述問題，結合紫外壓印技術，本發(fā)明提出一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)及其制備方法。其有若干光學功能面，不易被測量和復制；并且，光學性能不受污染物的影響；采用的壓印和填充方法，制備效率高，因而適合制作大幅面微透鏡陣列薄膜器件，例如基于微透鏡陣列的莫爾成像器件。

發(fā)明內容

基于此，有必要提供一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)及其制備方法以解決上述的技術問題。

本發(fā)明的一個技術方案是：

一種微透鏡鏡組陣列系統(tǒng)，其特征在于，其包括：

承載體；