[实用新型]一种微透镜

说明书

本实用新型涉及集成光学领域，尤其是涉及一种微透镜。由中心折射率区、折射率渐变区与外沿折射率区构成，所述中心折射率区、折射率渐变区与外沿折射率区三者在衬底下表面构成一个半球体结构，所述中心折射率区、折射率渐变区与外沿折射率区在衬底下表面的半球体以球心为中心，沿着径向方向向外依次分布。

技术领域

本实用新型涉及集成光学领域，尤其是涉及一种微透镜。

背景技术

目前，随着光网络和光电信号处理系统的快速发展，越来越多的光信息处理领域涉及到光束的准直、聚焦、成像和信号变换，这些功能均和光学透镜息息相关。随着光电系统的进一步大规模集成，实现上述功能的微小透镜的需求愈发突出。

传统的透镜属于表面透镜，透镜单元制作于衬底上方，表面有弧形凸起，在系统集成装配的过程中需要注意保护，以免损伤。另一方面，表面透镜的构成一般采用机械冷加工或者模压形成，但随着透镜尺寸的缩小，加工精度、难度和成本直线上升。同时，在一些高集成度的系统中，还需要集成微透镜阵列，微透镜阵列的单元间距误差控制则需要更高的制作工艺精度。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种微透镜，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种制作成本相对低廉，装配简单，加工精度高的微透镜。本发明在通过光刻的方法控制透镜单元尺寸，采用玻璃基离子交换法制作微透镜，利用离子交换热扩散特性形成梯度折射率分布，从而形成半球形梯度折射率分布式微透镜。该微透镜制作简单，工艺技术要求和制作成本相对较低，方便装配。

本实用新型的一种微透镜，由中心折射率区、折射率渐变区与外沿折射率区构成，所述中心折射率区、折射率渐变区与外沿折射率区三者在衬底下表面构成一个半球体结构，所述中心折射率区、折射率渐变区与外沿折射率区在衬底下表面的半球体以球心为中心，沿着径向方向向外依次分布。

进一步的，所述中心折射率区的半径为0.1～100μm，与衬底的折射率差为0.01～0.20。

进一步的，所述折射率渐变区的径向宽度为1～700μm，折射由球心沿着径向向外逐渐递减，与衬底的折射率差最大值等同中心折射率区的折射率，最小值等同外沿折射率区的折射率。

进一步的，所述外沿折射率区的径向宽度为0.1～100μm，与衬底的折射率差为0.001～0.010。

进一步的，所述折射率渐变区的衰减曲线呈指数衰减。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明在通过光刻的方法控制透镜单元尺寸，采用玻璃基离子交换法制作微透镜，利用离子交换热扩散特性形成梯度折射率分布，从而形成半球形梯度折射率分布式微透镜。该微透镜制作简单，工艺技术要求和制作成本相对较低，方便装配。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型微透镜的主视结构示意图；

图2是本实用新型微透镜的俯视结构示意图；

图3是本实用新型微透镜的制备工艺流程图；

其中，图中，