基于光刻胶热熔法的全息光栅表面粗糙度平滑处理

根据表面热动力学原理提出了一种成本低廉、制作周期短、易于实现的光刻胶热熔法,阐述了光刻胶热熔法的基本原理,探讨了光刻胶热熔对光刻胶光栅表面刻槽形状的影响。实验中,分别对经过和未经过热熔处理的光刻胶光栅做了离子束刻蚀。结果表明,利用表面张力作用可使熔融状态下的光刻胶光栅刻槽表面变得平滑,粗糙度降低,并且成功地在K9玻璃基底上得到了槽形较好的全息光栅。

DMD并行光刻制作微透镜阵列提高有机发光二极管的耦合效率

分析了半球形微透镜阵列提高有机发光二极管耦合效率的特性,利用光线追迹法对其进行了模拟仿真.利用DMD并行光刻和热熔法结合制作了不同口径的球冠状微透镜阵列模板,通过电铸和UV压印制作了微透镜阵列薄膜.并将其附在有机发光二极管玻璃基底表面,测量其光亮度.实验结果表明,在垂直基底方向上,微透镜阵列薄膜可将光亮度提高42%.

硅微透镜阵列的制备工艺

开发了一种和MEMS工艺兼容的基于硅微加工技术的简易硅微透镜阵列制造技术。利用光刻胶热熔法和等离子体刻蚀法相结合的方法,实现了在硅晶圆上制作不同尺寸的硅微透镜阵列的工艺过程。实验中,对透镜制作过程中的热熔工艺、刻蚀工艺进行了深入的研究。最终确定了最优的工艺参数,制备了孔径在20~90μm、表面质量高的硅微透镜阵列。

单层曲面复眼成像系统的优化设计

与传统曲面复眼结构不同,提出了在曲面基底上设计非均一微透镜阵列的构想。整个透镜阵列呈环状对称分布,沿径向排列的各级透镜其焦距由所处位置决定,与基底到光探测阵列的距离相吻合。根据几何光学成像原理计算了各级透镜的设计参数并通过光线追迹加以验证。仿真结果表明,这种设计可对全视场在光探测阵列上聚焦,解决了传统曲面复眼边缘视场成像质量急剧下降的问题。同时还论证了采用光刻胶热熔法在曲面基底上制作非均一微透镜阵列的可行性。

微透镜阵列制作技术研究

详细介绍了光刻胶热熔法、光敏玻璃热成型法、离子交换法、飞秒激光酸刻蚀法等4种比较实用的制作微透镜阵列的方法,阐述了其原理,分析了各自的优缺点。

用于短波红外探测器的微透镜阵列制作

采用光刻胶热熔法制作具有特定尺寸的微透镜,制作的微透镜能将微透镜阵列技术应用于短波1μm?3μm红外探测器中,有效地提高探测器件的光电性能。采用AZ P4620厚光刻胶,利用紫外光刻技术,对透镜制作中的前烘、曝光和显影、坚膜、热熔等工艺进行了深入细致的实验研究,确定了最优的工艺参数,实现了球冠直径在(5.5±0.5)μm,曲率半径3μm的微透镜,且透镜有很好的均匀性和一致性,满足近红外探测器件的要求。

仿生复眼结构的制作与测试研究

为了更好地利用生物复眼的光学性能,介绍了一种新型仿生复眼结构。通过使用传统光刻胶热熔法和NOA73紫外曝光固化技术,得到了NOA73和PDMS材料的微透镜阵列,比较了它们的聚焦效果和光强分布,得到NOA73材料具有更好的光学性能;然后利用PDMS的柔韧性进行了两次倒模,再通过紫外曝光把NOA73固化,得到了背靠背形式的仿生复眼结构;最后对结构进行了成像测试、光强分布测试,并对结果进行了仿真和理论分析,可知该结构具有良好的形貌,光损耗小,光学性能优异并且具有很好的重复性,制作简单,成本低,能够模仿生物复眼的部分光学特性。

MOEMS器件的硅微透镜阵列制造工艺

开发了一种适于MOEMS器件的基于硅微加工技术的简易的硅微透镜阵列制造工艺。通过光刻胶热熔法与ICPRIE(感应耦合等离子反应离子刻蚀)相结合的方式,实现在硅晶圆上批量生产微透镜阵列。通过多层涂胶的方式以及以2.5℃/min的速率从115℃升温至130℃的热熔工艺,获得口径为2.41 mm、矢高99.9μm的光刻胶微透镜阵列。通过控制ICPRIE的胶与硅的刻蚀选择比达到约1∶1,将光刻胶曲率准确地转移到硅晶圆上。

自写入光波导聚合物微透镜阵列的设计与制作

利用聚合物SU-8光刻胶在激光作用下折射率会发生变化的特点,将其作为最后的光学材料,采用光刻胶热熔法和图形转移法,设计并制作了填充因子接近0.75、自写入光波导、六角排列的微透镜阵列。对阵列的表面形态、三维结构和光学性能分别进行了观察、测试与分析,发现用SU-8胶制作的微透镜阵列外观良好,边缘清晰;自写入光波导微透镜阵列的三维结构良好;波导末梢的光点分布均匀,光强一致性高。这种自写入光波导的微透镜阵列降低了透镜阵列与探测阵列精确装配的难度,而且其制作工艺流程简单、成本低廉、适合批量复制,这种阵列元件还有质量轻、体积小的特点,有很广的应用前景。

一种新型聚合物微透镜阵列的制造技术

提出了一种利用软模压印制备微透镜阵列的技术。采用传统的光刻胶热熔方法制备微透镜阵列母板,利用复制模具的方法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上得到一个和母板表面图形相反的模具,最后通过压印的方法把PDMS模具上的图形转移到涂有紫外固化胶的玻璃基片上,待紫外胶完全固化后可得到和母板一致的微透镜阵列。经过测试微透镜阵列的焦点图像和表面形貌可发现最后制备的微透镜阵列表面形貌均匀、聚焦性能良好、光强均匀。