[發(fā)明專利]微型凹透鏡的制備方法及微型凹透鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110576744.8
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113031131B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉海;吳盟
• 申請（專利權(quán)）人: 歐梯恩智能科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11317
• 代理人: 王祖悅

本申請公開了微型凹透鏡的制備方法及微型凹透鏡，該方法包括以下步驟：在襯底的上表面進(jìn)行第一次刻蝕，形成下沉平臺；在下沉平臺中進(jìn)行第二次刻蝕，形成半球狀模具；在襯底的上表面進(jìn)行陽極鍵合，鍵合絕緣玻璃；通過熱熔回流工藝使絕緣玻璃填充至下沉平臺；減薄拋光絕緣玻璃的上表面；對襯底進(jìn)行第三次刻蝕，得到微型凹透鏡。本申請公開的微型凹透鏡的制備方法，通過在襯底上形成半球狀模具，再使襯底與絕緣玻璃進(jìn)行陽極鍵合，實(shí)現(xiàn)了通過模塑法進(jìn)行脆性材料的微型凹透鏡的制備；采用MEMS加工工藝進(jìn)行微型凹透鏡的制備，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；通過該方法制備的微型凹透鏡，在大批量生產(chǎn)時，一致性優(yōu)異，表面粗糙度低。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光學(xué)元件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及微型凹透鏡的制備方法及微型凹透鏡。

背景技術(shù)

微透鏡一般指具有二維或三維排列的光學(xué)透鏡，其孔徑在微米量級。自20世紀(jì)80年代微透鏡誕生以來，因其具有聚焦、成像、擴(kuò)散、整形等功能，和微型化、輕量化、陣列化、集成化等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于光學(xué)各領(lǐng)域。時至今日，由此衍生的微透鏡，已成為電荷耦合器（CCD）照相機(jī)/傳感器、光纖耦合器、光學(xué)開關(guān)、LED等多種光學(xué)元件的基本組件。目前為止，微透鏡的制備水平仍然落后于微透鏡的理論設(shè)計(jì)水平，因此，微透鏡的加工在集成光學(xué)領(lǐng)域一直是一個重要課題。近年來，已經(jīng)出現(xiàn)了諸多微透鏡的制備方法。但是大部分制作的僅是平凸?fàn)畹奈⑼哥R，而微凹透鏡陣列作為微透鏡的一種重要類型，在像差調(diào)整、光電探測期間、光束擴(kuò)散、凸形微透鏡、曲面微透鏡及二元光學(xué)元件的匹配耦合等方面具有重要應(yīng)用。

現(xiàn)有制備微透鏡結(jié)構(gòu)的方法包括：飛秒激光酸刻蝕發(fā)、電場誘導(dǎo)去潤濕法、離子束刻法以及模塑法等，飛秒激光酸刻蝕法與離子束刻蝕法需要昂貴的設(shè)備，且效率不高；電場誘導(dǎo)去潤濕需要引入微孔化的模板加工及空間電場，加工步驟變得繁瑣；模塑法更適合于高效快速的柔性微凹透鏡的制備，不適合脆性材料的制作。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上問題的一個或多個，本申請?zhí)岢鑫⑿桶纪哥R的制備方法及微型凹透鏡。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了微型凹透鏡的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，在襯底的上表面進(jìn)行第一次刻蝕，形成下沉平臺；

步驟2，在下沉平臺中進(jìn)行第二次刻蝕，形成半球狀模具；

步驟3，在襯底的上表面進(jìn)行陽極鍵合，鍵合絕緣玻璃；

步驟4，通過熱熔回流工藝使絕緣玻璃填充至下沉平臺；

步驟5，減薄拋光絕緣玻璃的上表面；

步驟6，對襯底進(jìn)行第三次刻蝕，得到微型凹透鏡。

在一些實(shí)施方式中，在步驟1中，第一次刻蝕包括，

步驟1.1，在襯底上表面均勻旋涂光刻膠；

步驟1.2，通過光刻工藝去除襯底上表面的部分光刻膠，裸露出襯底；

步驟1.3，在步驟1.2中裸露的襯底上通過干法刻蝕工藝刻蝕下沉平臺。

在一些實(shí)施方式中，在步驟1中，還包括，在進(jìn)行第一次刻蝕后，對下沉平臺進(jìn)行去膠清洗。

在一些實(shí)施方式中，下沉平臺的底面為長方形或正方形。

在一些實(shí)施方式中，在步驟2中，第二次刻蝕包括，

步驟2.1，在襯底的上表面及下沉平臺表面均勻噴涂光刻膠；

步驟2.2，在下沉平臺中形成光刻膠柱；

步驟2.3，使用烘箱進(jìn)行回流將光刻膠柱變?yōu)榘肭驙睿?/p>

步驟2.4，通過干法刻蝕工藝腐蝕半球狀光刻膠柱及襯底，得到半球狀模具。