微通道及透镜阵列型防近视眼镜制造技术

本发明专利技术公开了微通道及透镜阵列型防近视眼镜，其制作方法包括基材清洗、微透镜阵列成型、微通道成型、湿法刻蚀工艺及超声浴洗步骤。本方法采用飞秒激光技术在基材表面制备微米级且任意形貌的微透镜阵列，并在基材下表面与微透镜阵列竖向对应加工出同轴度高的微通道结构，可满足不同患者近视需求的防近视眼镜。其由微透镜阵列构成的离焦区域，然后将微透镜和微通道耦合在一起的，光线通过不同的屈光区域，在经过微通道之后，更有利于将图像聚焦在眼睛的视网膜上，使得入射到眼镜镜片的光线在比预定位置更靠近物体的位置处聚焦，其中微通道会消除杂散光的影响，从而抑制近视的发展，实现满足不同患者对眼镜的不同需求。实现满足不同患者对眼镜的不同需求。实现满足不同患者对眼镜的不同需求。

【技术实现步骤摘要】
微通道及透镜阵列型防近视眼镜


[0001]本专利技术涉及光学器件微加工
，尤其涉及微通道及透镜阵列型防近视眼镜。

技术介绍

[0002]近年来，近视已经成为影响视觉健康的重要威胁。近视患病率急剧上升，且有低龄化趋势。近视一旦发生即不可逆转，并且随着近视程度加重，发生近视并发症的风险增加，将会严重影响视觉健康。现已证明采用周边离焦的方式能够有效地减缓近视地进一步发展。该种类型的防近视镜片上存在着微透镜阵列集成微通道构成的离焦区域。在该镜片中，光线通过不同的屈光区域，将图像聚焦在眼睛的视网膜上使得入射到眼镜镜片的光线在比预定位置更靠近物体的位置处聚焦，从而抑制近视的发展，其中微通道在这里面起光阑的作用。
[0003]因此，本专利技术旨在制备微透镜阵列结合微通道的防近视眼镜，以应用于治疗近视中，从而抑制近视的发展。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供微通道及透镜阵列型防近视眼镜，其通过飞秒激光技术在基材上成型集成有微透镜阵列和微通道结构且可满足不同患者近视需求的防近视眼镜，在防近视眼镜上制备由微透镜阵列构成的离焦区域，然后将微透镜和微通道耦合在一起的，能够有效地缓解近视的进一步发展。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：微通道及透镜阵列型防近视眼镜，其特征在于，所述防近视眼镜的制作方法包括以下步骤：
[0006]1)基材清洗：基材选用平凸曲面的K9玻璃，依次使用丙酮、酒精及去离子水超声水浴清洗基材5min，清除基材表面杂质，烘干备用；
[0007]2)微透镜阵列成型：将基材固定在飞秒激器的三维平移台上，能量为3mW的飞秒激光束通过NA＝0.5的光学聚焦镜头聚焦到基材表面，通过电脑程序控制三维平移台的移动，使飞秒激光在基材上表面制备成型球形微透镜阵列；
[0008]3)微通道成型：将飞秒激光聚焦点聚焦在球形微透镜阵列正下方加工出微通道；
[0009]4)湿法刻蚀工艺：将飞秒激光处理过后的基材置于氢氟酸溶液中，进行超声水浴化学腐蚀，经过60
‑
80min的腐蚀之后，形成表面光滑的微透镜和微通道；
[0010]5)超声浴洗：依次使用丙酮、酒精及去离子水超声水浴洗除基材表面的残留，最终得到干净的具有单面微透镜的眼镜镜片。
[0011]优选的，所使用飞秒激光的中心波长为800nm、脉宽为50fs、重复频率1KHz。
[0012]优选的，所述球形微透镜阵列的半径为300um，所述微通道位于球形微透镜阵列正下方500um处，微通道的半径为50um、深度为300um。
[0013]优选的，所述球形微透镜阵列和微通道均竖向对应并按照环形的方式排布，相邻
两环之间的距离为600um，同环之间相邻两个烧蚀点之间的距离为600um，总共排布有两环。而微透镜阵列的尺寸保证在百微米范围内，微通道尺寸不大于透镜直径，两者之间的距离保证在微透镜的景深范围之内，以满足成像清晰的效果，超过景深则会存在无法成像的问题。
[0014]优选的，所述氢氟酸溶液的浓度在5％
‑
10％，腐蚀温度为20
‑
50℃。在该腐蚀条件下可以获得形貌良好的微透镜，不同浓度的氢氟酸对改性区域的刻蚀速率不同，温度高于50℃腐蚀后的样品表面质量较差，温度低于20℃，则存在腐蚀速度较慢，该温度范围能够很好地控制腐蚀速度和腐蚀后的表面质量。
[0015]本专利技术的有益效果是：飞秒激光凭借其超高的峰值功率可以对任何材料进行减材制造，并且有着超过衍射极限的加工精度，通过采用逐点扫描的方式除了可以制备毫米级甚至更大的微透镜以外，还可以制备微米级且任意形貌的微透镜阵列，并在基材下表面与微透镜阵列竖向对应加工出同轴度高的微通道结构，进而通过湿法刻蚀技术，使微透镜阵列的形貌变得光滑，成型集成有微透镜阵列和微通道且可满足不同患者近视需求的防近视眼镜。
[0016]在防近视眼镜上制备由微透镜阵列构成的离焦区域，然后将微透镜和微通道耦合在一起的，能够有效地缓解近视的进一步发展。在此种类型的镜片中，光线通过不同的屈光区域，在经过微通道之后，更有利于将图像聚焦在眼睛的视网膜上，使得入射到眼镜镜片的光线在比预定位置更靠近物体的位置处聚焦，其中微通道会消除杂散光的影响，从而抑制近视的发展，实现满足不同患者对眼镜的不同需求。
[0017]由于镜片材料的不同，其折射率有差别，在低折射率镜片上单面制作的微透镜有时不能达到预设的焦距，而通过本专利技术的方法，可以在镜片的双面加工出微透镜，则可在更大的范围内调节焦距，从而达到预设的要求。
附图说明
[0018]图1为本专利技术近视眼镜基材侧视图。
[0019]图2为本专利技术近视眼镜基材俯视图。
[0020]图3为本专利技术飞秒激光加工单个微透镜集成单个微通道侧视图。
[0021]图4为本专利技术飞秒激光加工单个微透镜集成单个微通道俯视图。
[0022]图5为本专利技术飞秒激光加工多个微透镜集成微通道侧视图。
[0023]图6为本专利技术飞秒激光加工多个微透镜集成微通道俯视图。
[0024]其中：1
‑
基材；2
‑
微透镜阵列单个烧蚀点；3
‑
单个微通道烧蚀点。
具体实施方式
[0025]为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的描述。
[0026]实施例一
[0027]微通道及透镜阵列型防近视眼镜，其制作方法包括以下步骤：
[0028]1)基材清洗：基材优选为平凸曲面的K9玻璃，依次使用丙酮、酒精及去离子水超声水浴清洗基材5min，清除基材表面杂质，烘干备用。
[0029]2)微透镜阵列成型：将基材固定在飞秒激器的三维平移台上，调节飞秒激光的中心波长为800nm、脉宽为50fs、重复频率1KHz，能量为3mW的飞秒激光束通过NA＝0.5的光学聚焦镜头聚焦到基材表面，通过电脑程序控制三维平移台的移动，使飞秒激光在基材上表面沿环形制备出半径为300um、相邻两个烧蚀点之间的距离为600um、相邻两环之间的距离为600um且总共为两环的球形微透镜阵列。优选的，也可根据需要加工出矩形或是六角的微透镜阵列。
[0030]3)微通道成型：将飞秒激光聚焦点聚焦在球形微透镜阵列正下方500um处加工出微通道，微通道的半径为50um、深度为300um，其与球形微透镜阵列的每个烧蚀点竖向一一对应。
[0031]4)湿法刻蚀工艺：将飞秒激光处理过后的基材置于浓度为5％、腐蚀温度为50℃的氢氟酸溶液中，进行超声水浴化学腐蚀，经过80min的腐蚀之后，形成表面光滑的微透镜和微通道。
[0032]5)超声浴洗：洗除基材表面的残留，最终得到干净的具有单面微透镜的眼镜镜片。
[0033]实施例二
[0034]微通道及透镜阵列型防近视眼镜，其制作方法包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微通道及透镜阵列型防近视眼镜，其特征在于，所述防近视眼镜的制作方法包括以下步骤：1)基材清洗：基材选用平凸曲面的K9玻璃，依次使用丙酮、酒精及去离子水超声水浴清洗基材5min，清除基材表面杂质，烘干备用；2)微透镜阵列成型：将基材固定在飞秒激器的三维平移台上，能量为3mW的飞秒激光束通过NA＝0.5的光学聚焦镜头聚焦到基材表面，通过电脑程序控制三维平移台的移动，使飞秒激光在基材上表面制备成型球形微透镜阵列；3)微通道成型：将飞秒激光聚焦点聚焦在球形微透镜阵列正下方加工出微通道；4)湿法刻蚀工艺：将飞秒激光处理过后的基材置于氢氟酸溶液中，进行超声水浴化学腐蚀，经过60
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80min的腐蚀之后，形成表面光滑的微透镜和微通道；5)超声浴洗：依次使用丙酮、酒精及去离子水超声水浴洗除基材表面的残留，最终得到干净的具有单面微透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烽，杨青，王韶堃，谷峰，
申请(专利权)人：西安焦视医疗器械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：