[发明专利]一种透镜形状图形化蓝宝石衬底及其制备方法

权利要求书

1.一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在蓝宝石表面旋涂一层光刻胶并固化；

2)经过步骤1)后，将所述蓝宝石置于可以二维水平方向自由移动的载物台上，然后将短脉冲激光聚焦在所述蓝宝石的表面或表面上方；

3)经过步骤2)后，控制所述载物台带动所述蓝宝石移动，使短脉冲激光逐点扫描所述蓝宝石表面，在所述蓝宝石表面加工形成透镜形状微孔结构阵列；

4)经过步骤3)后，去除所述蓝宝石表面残余的光刻胶和激光烧蚀残渣，制得透镜形状图形化蓝宝石衬底；透镜形状图形化蓝宝石衬底包括蓝宝石以及通过激光烧蚀形成于蓝宝石表面的透镜形状微孔结构阵列，所述透镜形状微孔结构的直径为3μm～30μm，深度为1μm～10μm，相邻透镜形状微孔结构的间距为1μm～100μm，微孔周围光洁平滑；

所述步骤1)中，光刻胶采用正胶或负胶；旋涂的光刻胶厚度为1μm～5μm；光刻胶固化方式为加热固化或者紫外固化，加热固化的热板温度为60℃～90℃，固化时间为50s～100s；

所述步骤3)中，采用的短脉冲激光的波长为250nm～400nm，脉冲宽度为10ns～80ns，光开关频率为1kHz～170kHz，激光功率为0.10W～0.33W，激光光斑聚焦直径为20μm，激光焦平面与加工材料的间距为0～80μm；所述载物台的移动速度为1mm/s～100mm/s。

2.根据权利要求1所述一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：所述透镜形状微孔结构阵列中微孔结构的尺寸和间距可通过激光功率、光开关频率、激光焦平面与加工材料的间距和所述载物台的移动速度综合控制。

3.根据权利要求1所述一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：所述步骤4)中，采用浓硫酸与双氧水的混合溶液并通过浸泡方式去除残余的光刻胶和激光烧蚀残渣，所述浓硫酸和双氧水的体积比＝3:1～7:1。

4.根据权利要求3所述一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：所述制备方法还包括以下步骤：用去离子水冲洗所述步骤4)制得的透镜形状图形化蓝宝石衬底，然后用氮气吹干。

5.根据权利要求1所述一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：所述制备方法还包括以下步骤：在旋涂光刻胶前，依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗蓝宝石并用氮气吹干。

6.根据权利要求5所述一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：所述清洗的方式为超声清洗，超声功率为40W～100W，在丙酮、乙醇和去离子水中的超声清洗时间均为5分钟～20分钟。