一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法技术

一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法，属于光学技术领域，步骤是在基片表面涂布感光胶，加热后烘胶厚，根据自由曲面表面的坐标值点进行变剂量曝光，通过显影后得到感光胶自由曲面面型结构，对基片进行均匀化处理、动态离子束刻蚀和流体抛光，制得光学微镜阵列。本发明专利技术制得的光学微镜阵列光能利用率高，光照均匀，光斑形状可控。其制作方法简单易行，通过改变曝光系统光刻物镜得到亚微米直径曝光光斑，通过控制工作台运动速度实现变剂量曝光。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学
，是一种光学微镜阵列的制作方法。
技术介绍
光学微镜阵列包括微透镜阵列和微反射镜阵列。目前，关于光学微镜阵列的研究主要以圆形单元球面微透镜阵列为主，其主要功能包括光束调节、成像、光互联、显示等，在光束调节领域传统圆形单元球面微透镜阵列受到极大的局限，下面以在光电传感器光敏阵列中的应用的微透镜阵列为例进行说明。光敏阵列是光电传感器的核心部件，在光敏阵列中，受光面分“光敏区”和“间隔区”。其中光敏区接受光能量，产生光电效应；间隔区作为读出电路部分，不能产生光电效应。光敏单元为矩形结构，直角排列方式，根据光敏区和间隔区比例(占空比)计算，光能有效利用率约为60%，光能损失大，影响光电传感器的感光灵敏度和信噪比。如将微透镜阵列置于光敏阵列前侧，使透镜单元与光敏单元一一对应，把剩余 光能聚集在光敏面上，对于提高光电传感器的应用性能有很大帮助。但传统圆形单元球面微透镜阵列(如图I)其最大占空比也仅为78. 5%，对于提高光敏阵列的光能利用率效果不是很明显，而且聚焦后光能集于光敏区中一点，光照不均匀。自由曲面微镜阵列是一类特殊的具有非回转面型和非球面面型结构的阵列器件。其面型复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法，其特征在于包括如下工艺步骤完成：（1）在光学材料基片表面涂布一层感光胶；？（2）将涂好感光胶的基片放入高温烘箱中加热至90～100℃，恒温15～25分钟；（3）以列表形式描述出所要制作自由曲面光学微镜阵列的坐标值点；（4）变剂量曝光，采用激光直写设备，在激光束能量不变的情况下，通过曝光和显影实验建立感光胶曝光深度与曝光时间的数学模型，根据该模型与自由曲面光学微镜阵列的坐标值点拟合，编制激光直写工作台运动轨迹与运动速度控制程序；然后工作台带动涂胶工件按编制的程序运动，激光束在感光胶表面逐行、逐点扫描，曝光深度与阵列中每一坐标值点呈对应关系；？（5）将曝光后的基...

【技术特征摘要】
1.一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法，其特征在于包括如下工艺步骤完成 (1)在光学材料基片表面涂布一层感光胶； (2)将涂好感光胶的基片放入高温烘箱中加热至90 100°C，恒温15 25分钟； (3)以列表形式描述出所要制作自由曲面光学微镜阵列的坐标值点； (4)变剂量曝光，采用激光直写设备，在激光束能量不变的情况下，通过曝光和显影实验建立感光胶曝光深度与曝光时间的数学模型，根据该模型与自由曲面光学微镜阵列的坐标值点拟合，编制激光直写工作台运动轨迹与运动速度控制程序；然后工作台带动涂胶工件按编制的程序运动，激光束在感光胶表面逐行、逐点扫描，曝光深度与阵列中每一坐标值点呈对应关系； (5)将曝光后的基片浸入显影液2 5分钟取出，显影后得到由感光胶构成的自由曲面面型结构；· (6)将显影后的基片放入温度均匀性高于1%的高温加热器中，加热至180 270°C，恒温5 10分钟进行表面均匀化处理，而后自然冷却至室温取出； (7)基片置于离子刻蚀机内进行动态离子束刻蚀，刻蚀速率5nm/s-15nm/s，刻蚀时间由光刻胶厚度决定，由此制得光学微镜阵列； (8)将刻蚀后得到的光学微镜阵列进行高速流体抛光，流体运动速度为3m/s 6m/s； (9)用去离子水冲洗I 2分钟； (10)最后用干燥纯净氮气吹干； (11)检测。2.根据权利要求I所述的自由曲面光学微镜阵列的制作方法，其特征在于光学材料根据自由曲面器件应用的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艳军，董连和，冷雁冰，陈哲，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：