[發明專利]一種制備連續面形菲涅爾透鏡的方法

有效

• 申請號: 202010422743.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111474610B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 高國涵;杜俊峰;邊疆;范斌;劉盾;羅倩;石恒;汪利華;劉鑫;張福
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的方法包括兩大步：連續面形菲涅爾透鏡母版制作和連續面形菲涅爾透鏡流延復制；其工作流程是首先加工出環帶凹槽模具（1），然后在環帶凹槽模具內完成紫外固化膠滴注（2），使紫外固化膠填滿所有凹槽，接著將其置于離心機上對心旋轉，同時在上方施加紫外輻照，實現紫外固化膠旋轉固化（3），固化后的紫外膠成為連續面形母版（4），基于連續面形母版（4）進行膠液流延固化（5），脫膜后成為連續面形菲涅爾透鏡（6）。

2.根據權利要求1所述的制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的環帶凹槽模具（1）是一種類似兩臺階菲涅爾透鏡的平面模具，每個環帶包括凹槽和凸起，凹槽和凸起的寬度之和與菲涅爾透鏡的環帶周期一一對應，每個環帶的凸起寬度小于環帶周期的10%，在工藝允許情況下越小越好，該模具的材料包括金屬、石英、硅，加工工藝包括機械切削、掩膜光刻、濕法腐蝕、干法刻蝕，凹槽的深度由設計深度決定，與菲涅爾透鏡的結構深度一致，在0.1μm至10μm區間。

3.根據權利要求1所述的制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的紫外固化膠滴注（2）是通過滴管或注射器將紫外固化膠滴注到凹槽內，保證所有凹槽被紫外固化膠填滿，紫外固化膠是一種單組分無溶劑無色透明液體，受紫外輻照后交聯固化成為無色透明固體，紫外膠的型號包括NOA61型固化快、耗能少、無污染的膠黏劑，操作環境做黃光處理，避免紫外膠提前固化。

4.根據權利要求1所述的制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的紫外固化膠旋轉固化（3）是使凹槽內的紫外固化膠在旋轉的同時受紫外輻照進行固化，利用勻膠機或離心機設備將環帶凹槽模具固定，保證模具中心與旋轉軸中心重合，控制旋轉加速度和最高轉速，使得多余紫外固化膠在離心力的作用下從中心到邊緣逐漸甩離模具，在穩定狀態下，每個凹槽的紫外固化膠表面都是拋物面的一部分，所有紫外固化膠表面連接起來構成一個完整的拋物面，利用紫外汞燈或紫外LED燈置于紫外膠上方，照射足夠劑量保證紫外膠完全固化。

5.根據權利要求1所述的制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的連續面形母版（4）就是環帶凹槽模具及經過旋轉固化后的紫外膠，當紫外膠完全固化后成為固體，停止旋轉和紫外輻照，紫外膠的面形不再改變，每個凹槽的紫外固化膠表面都是拋物面的一部分，連續面形母版的橫截面輪廓就是連續面形的菲涅爾環帶，通過控制紫外固化時的旋轉速度與模具的凹槽深度進行匹配，可以使得每個凹槽內紫外固化膠的底端位于凸起的下邊緣，頂端位于凸起的上邊緣，從而實現各環帶的曲率連續變化。

6.根據權利要求1所述的制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的膠液流延固化（5）是利用連續面形母版進行流延復制，根據使用的聚合物膠液性質不同，選擇紫外固化或熱固化方式，將連續面形母版上的微浮雕復制到聚合物上，膠液包括紫外固化膠、有機硅、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯，膠液流延的方式包括旋涂、刮涂、靜置。

7.根據權利要求1所述的制備連續面形菲涅爾透鏡的方法，其特征在于，所述的連續面形菲涅爾透鏡（6）就是流延復制所得的聚合物透鏡，膠液流延固化以后，需要脫膜處理將聚合物透鏡取下來，脫膜方法包括機械剝離、激光剝離、氟化處理。