微纳光学元件制造技术

本实用新型专利技术提供一种微纳光学元件，包括：主体，主体的表面形貌具有一个或多个配置成可投射出预设光场的微结构图案单元；施加在微结构图案单元上的预设图案部。本实用新型专利技术还提供一种微纳光学元件的设计方法。根据本实用新型专利技术实施例，为了在防伪方面便于识别和追溯，避免恶意翻版盗刷，在不实质破坏本身微结构设计基础上，在微结构上做防伪印记，例如在DOE和MLA的原始结构上加入了微结构标识。设计的微结构标识本身也属于微结构的一部分，如有恶意翻印时，微结构标识将会一起被翻印，后续识别方面较为容易。另外微结构标识本身尺寸较小，相较于原始微结构尺寸占比较小，不会对光场或者对元件本身的功能产生较大的影响。利用常规显微镜即可识别出标识，易于寻找和识别。易于寻找和识别。易于寻找和识别。

【技术实现步骤摘要】
微纳光学元件


[0001]本技术大致涉及光学
，尤其涉及具有防伪功能的微纳光学元件。

技术介绍

[0002]衍射光学元件(DOE)、微透镜阵列(MLA)等微纳光学元件，与传统光学元件(例如，透镜)相比，具有尺寸小、厚度薄、重量轻等优点，能够替代传统光学元件以利于光学系统的小型化和集成化，而且与传统光学元件相比，微纳光学元件能够调制出更为复杂的目标光场，在三维成像、三维视觉、增强现实等新兴
有着广泛的应用前景。与传统光学元件相比，微纳光学元件的设计难度高，表面微纳形貌结构加工难度大，需要利用半导体光刻工艺、激光直写或双光子光刻等方法在半导体晶圆或者玻璃表面制备具有特定微纳形貌结构的模版，因此在研发和模版制作环节成本投入高，但是在模版制备完成后可以利用微纳压印技术进行批量压印，随着压印数量的上升可以不断摊薄前期的研发及模版制作成本，从而实现成本的下降。然而通过微纳压印技术批量生产的微纳光学元件与模版具有相同(或互补)的微纳表面形貌结构，因此不法竞争者容易利用市场上流通的微纳光学元件直接进行翻印，从而严重侵犯原厂的利益。由于微纳光学元件的表面微纳形貌结构大小都是纳米级或者微米级的微结构，整体形貌的形态难以进行区分，这就使得在追究侵权翻印方面的取证带来很大的困难。
[0003]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本技术提供一种微纳光学元件，包括：
[0005]主体，所述主体的表面形貌具有一个或多个配置成可投射出预设光场的微结构图案单元；和
[0006]施加在所述微结构图案单元上的预设图案部。
[0007]根据本技术的一个方面，所述微纳光学元件包括微透镜阵列。
[0008]根据本技术的一个方面，所述微纳光学元件包括衍射光学元件。
[0009]根据本技术的一个方面，所述预设图案部具有均匀的高度或深度。
[0010]根据本技术的一个方面，所述预设图案部对应于文字、字母或图形标识。
[0011]根据本技术的一个方面，所述衍射光学元件的所述微结构图案单元包括对应于不同相位而高度不同的台阶，所述预设图案部的高度被选取为对应于其中一个台阶的高度。
[0012]根据本技术的一个方面，所选取的台阶高度使得所述衍射光学元件在一个所述微结构图案单元周期内，0相位台阶与π相位台阶的数目比例在 0.9:1至1.1:1之间，其中优选为0相位台阶与π相位台阶的数目比例在 0.95:1至1.05:1之间。
[0013]根据本技术的一个方面，所述预设图案部在所述微结构图案单元中所占的面
积比例小于2％，其中优选为所述预设图案部在所述微结构图案单元中所占的面积比例小于0.2％。
[0014]本技术还提供一种微纳光学元件的设计方法，包括：
[0015]S101：根据预设光场，计算获得所述微纳光学元件的表面形貌，所述表面形貌具有一个或多个配置成可投射出预设光场的微结构图案单元；
[0016]S102：在所述微纳光学元件的所述微结构图案单元上上施加预设图案部；和
[0017]S103：对施加了所述预设图案部的微纳光学元件进行仿真，并根据仿真结果调整所述预设图案部。
[0018]根据本技术的一个方面，所述微纳光学元件包括微透镜阵列或衍射光学元件。
[0019]根据本技术的一个方面，所述预设图案部具有均匀的高度或深度。
[0020]根据本技术的一个方面，所述预设图案部对应于文字、字母或图形标识。
[0021]根据本技术的一个方面，所述微纳光学元件包括衍射光学元件，所述衍射光学元件的所述微结构图案单元包括对应于不同相位而高度不同的台阶，所述预设图案部的高度被选取为对应于其中一个台阶的高度。
[0022]根据本技术的一个方面，所选取的台阶高度使得所述衍射光学元件在一个所述微结构图案单元周期内，0相位台阶与π相位台阶的数目比例在 0.9:1至1.1:1之间，其中优选为0相位台阶与π相位台阶的数目比例在0.95:1至1.05:1之间。
[0023]根据本技术的一个方面，所述步骤S102包括：使得所述预设图案部在所述微结构图案单元所占的面积比例小于2％，其中优选为所述预设图案部在所述微结构图案单元中所占的面积比例小于0.2％。
[0024]根据本技术的一个方面，所述步骤S103包括通过以下方式调整所述预设图案部：当所述仿真获得的光场与所述预设光场不匹配时，调整所述预设图案部的尺寸和/或所述预设图案部在所述微纳光学元件所述微结构图案单元上的位置，直至使得仿真获得的光场与所述预设光场相匹配。
[0025]根据本技术实施例，为了在防伪方面便于识别和追溯，避免恶意翻版盗刷，在不破坏本身微结构设计基础上，在微结构上做防伪印记，例如在 DOE和MLA的原始结构上加入了
‘
Photo
’
这样的微结构标识。通过这样的方式，设计的微结构标识本身也属于微结构的一部分，如果有恶意翻印时，微结构标识将会一起被翻印，这样对于后续识别方面较为容易。另外微结构标识本身尺寸较小，相较于原始微结构尺寸占比较小，占比不会对光场，亦或者对元件本身的功能不会产生较大的影响。易于寻找和识别。利用常规显微镜即可识别出。
附图说明
[0026]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0027]图1示出了根据本技术一个实施例的衍射光学元件的示意图；
[0028]图2示出了衍射光学元件的局部相位分布图；
[0029]图3示出了在衍射光学元件的微结构图案单元上施加了字母“Photo”；
[0030]图4A
‑
4C示出了施加不同比例的预设图案部时对于光场影响的仿真结果；
[0031]图5示出了根据本技术一个实施例的微透镜阵列的目标灰度图；
[0032]图6示出了图5的目标灰度图的局部放大图；和
[0033]图7示出了根据本技术一个实施例的微纳光学元件的设计方法。
具体实施方式
[0034]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0035]在本技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、 "长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳光学元件，其特征在于，所述微纳光学元件包括：主体，所述主体的表面形貌具有一个或多个配置成可投射出预设光场的微结构图案单元；和施加在所述微结构图案单元上的预设图案部。2.如权利要求1所述的微纳光学元件，其特征在于，所述微纳光学元件包括微透镜阵列。3.如权利要求1所述的微纳光学元件，其特征在于，所述微纳光学元件包括衍射光学元件。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的微纳光学元件，其特征在于，所述预设图案部具有均匀的高度或深度。5.如权利要求1
‑
3中任一项所述的微纳光学元件，其特征在于，所述预设图案部对应于文字、字母或图形标识。6.如权利要求3所述的微纳光学元件，其特征在于，所述衍射光学元件的所述微结...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯辉，
申请(专利权)人：嘉兴驭光光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：