[发明专利]一种超硬材料的微透镜阵列制造方法

说明书

本发明公开了一种超硬材料微透镜阵列的制造方法，包括如下步骤：根据微透镜的曲率半径选择对应直径的多个球头棒材；所述球头棒材的球头为微透镜阵列制造中的塑形模具；调整所述球头棒材和所述待加工工件的相对位置，使所述球头棒材的球头与所述待加工工件接触，并进行位置固定；按设定路径移动待加工工件的同时，驱动多个所述球头棒材转动，且不断向所述待加工表面喷洒金刚石颗粒悬浮液，同时逐渐将所述待加工工件沿z轴方向上升距离h。与现有技术相比，本发明采用球头为微透镜阵列制造中塑形模具的球头棒材，按照设定路径对被加工工件进行加工，这就能够灵活制造出任意曲面的微透镜阵列。

技术领域

本发明涉及微透镜阵列制造技术领域，特别是涉及一种超硬材料微透镜阵列的制造方法。

背景技术

目前，用于制作微透镜阵列的方法，有光刻胶热熔法、光敏玻璃热成形法、离子交换法、飞秒激光法、车削方法、铣削方法、光电反应刻蚀法、聚焦离子束刻蚀与沉积法和化学气象沉积法等方法。但是上述方法普遍存在效率低、成本高以及操作复杂的缺点。

为了克服现有技术中存在的上述方法，目前有一种最新提出的筛网辅助钢球磨削法，装置三维示意图如图1所示。该方法具有效率高、成本低及操作简单的特点。但该方法有两个缺点，一是该方法的本质是以钢球为本体，通过磨削的方法将球冠的形状复制到超硬材料表面，得到与球冠形状相同的微透镜凹坑，但筛网装置本身复杂笨重，筛网与钢球之间的配合也容易造成误差；二是由于受到钢球本身的形状限制，只能将球冠的形状复制到超硬材料上，即使通过换不同直径的球，也只能得到球面的微透镜凹坑。因此，提供一种能够灵活制造任意曲面微透镜阵列的制造方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超硬材料微透镜阵列的制造方法，能够灵活制造出任意曲面的微透镜阵列。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种超硬材料微透镜阵列的制造方法，包括如下步骤：

根据微透镜的曲率半径选择对应直径的多个球头棒材；所述球头棒材的球头为微透镜阵列制造中的塑形模具；

调整所述球头棒材和所述待加工工件的相对位置，使所述球头棒材的球头与所述待加工工件接触，并进行位置固定；所述待加工工件的待加工表面位于x-y轴构成的平面上；所述球头棒材设置在上述待加工表面的上方，且所述球头棒材的轴线沿Z轴方向设置；

按设定路径移动待加工工件的同时，驱动多个所述球头棒材转动，且不断向所述待加工表面喷洒金刚石颗粒悬浮液，同时逐渐将所述待加工工件沿z轴方向上升距离h；所述距离h为微透镜阵列的加工深度。

可选的，所述待加工工件固定于三维电动平移台上。

可选的，所述球头棒材为棒状钢材；所述球头棒材的球头为球冠形状。

可选的，采用夹具固定所述球头棒材。

可选的，采用电机驱动多个所述球头棒材转动；所述电机设置在所述夹具的上方。

可选的，在所述按设定路径移动待加工工件的同时，转动多个所述球头棒材，且不断向所述待加工工件表面喷洒金刚石颗粒悬浮液，同时逐渐将所述待加工工件沿z轴方向上升距离h这一步骤之后，还包括：将加工完成的工件清洗后干燥。

可选的，所述将加工完成的工件清洗后干燥，具体包括：将加工完成的工件置于丙酮中清洗后干燥。

本发明公开的超硬材料的微透镜阵列制造方法主要有以下优点：本发明提供的超硬材料微透镜阵列的制造方法中，采用球头为微透镜阵列制造中塑形模具的球头棒材对待加工工件进行加工，且在加工的过程中，不断向所述待加工表面喷洒金刚石颗粒悬浮液的同时，按设定路径移动待加工工件，这就能够根据球头上的塑形模具以及待加工工件的加工路径，灵活加工出任意曲面的微透镜阵列。