[发明专利]一种光学器件的微纳加工方法

说明书

本申请涉及一种光学器件的微纳加工方法，所述方法包括如下步骤：S101、对衬底基板进行预制加工，所述衬底基板包括第一表面和相背的第二表面，利用激光在所述衬底基板的第一表面上制备至少一个预制部；S102、将光学功能材料放入所述衬底基板的第一表面上制备的预制部内；S103、将放入所述预制部的光学功能材料进行热熔回流处理，冷却后得到光学器件。本申请的光学器件的微纳加工方法采用完全不同的技术路线，用激光对衬底基板进行预加工出预制部，将光学功能材料放入预制部并进行热熔回流处理，具有工艺控制过程简化、过程无污染、产品良率稳定的优点。

技术领域

本申请涉及微纳加工技术领域，尤其涉及一种光学器件的微纳加工方法。

背景技术

模压成型技术是把软化的玻璃放入模具中，在加热加压和无氧的条件下，一次性直接模压成型出达到使用要求的光学器件。但是，玻璃熔点高且没有固定的熔点，玻璃软化的状态下极度粘稠、流动性差，现有的模具加工能力和模压工艺下挤压厚透镜，容易造成模具报废或者脱模后无法形成光学表面。因此，这种工艺无法生产厚透镜，一般只能生产长径比较小的薄透镜，而且只适合生产单透镜，难以生产阵列光学透镜，更无法实现特性参数差异化的阵列光学透镜的生产。

随着光通信产品的集成化程度越来越高，除了传统的集成电路之外，光路学器件也开始逐渐向光学集成化方向发展，尤其是在光波导器件领域，已经部分甚至全部采用了半导体加工工艺技术，微纳加工技术则是其中的一种。现有的光学器件的微纳加工采用刻蚀技术来完成，即使用光刻胶在被刻蚀衬底表面涂覆匀胶后，再采用掩膜板压印曝光，然后对曝光的光刻胶进行湿法刻蚀，再对被刻蚀后的光刻胶进行热熔回流成型，最后利用干法刻蚀对光刻胶及衬底进行保形刻蚀，直至在衬底上刻蚀出目标结构为止。采用湿法刻蚀，需要用到各种具有腐蚀性的化学试剂，如硝酸、氢氟酸等；而干法刻蚀同样要用到氟甲烷，六氟化硫等特殊化学物质，面临与湿法刻蚀同样的化学品使用管控问题。因此对生产操作的环境条件有较高要求，也不可避免的会产生相关的废气废液等特殊化学物质，需要有较高的环评资质等要求。另外由于湿法刻蚀对工艺条件要求也比较敏感，例如溶液的浓度、温度、空气环境的湿度等，都会影响产品的良品率。这些都造成了干法刻蚀和湿法刻蚀工艺一致性控制比较困难或者对工艺管控条件较高，使得原有的光学器件的微纳加工工艺控制复杂、环保配套要求高、产品良率不稳定。

发明内容

本申请的目的是提供一种和现有技术完全不同的技术路线，解决利用现有微纳加工技术制备光学器件工艺控制复杂、环保配套要求高、产品良率不稳定的问题。

为了达到上述目的，本申请采用下述技术方案：

本申请提供了一种光学器件的微纳加工方法，包括如下步骤：S101、对衬底基板进行预制加工，所述衬底基板包括第一表面和相背的第二表面，利用激光在所述衬底基板的第一表面上制备至少一个预制部；S102、将光学功能材料放入所述衬底基板的第一表面上制备的预制部内；S103、将放入所述预制部的光学功能材料进行热熔回流处理，冷却后得到光学器件。

在一些可选的实施例中，所述预制部包括孔、槽中的至少一种。

在一些可选的实施例中，所述预制部的长径比不小于3。

在一些可选的实施例中，步骤S101中，利用激光在所述衬底基板的第一表面上制备多个预制部，所述多个预制部以阵列排布形式形成在所述衬底基板的第一表面上。

在一些可选的实施例中，步骤S101中，所述衬底基板的材质为金属或非金属材料。

在一些可选的实施例中，步骤S102中，所述光学功能材料的材质为热熔性材料，或热固性材料。

在一些可选的实施例中，所述热熔型材料为低熔点玻璃、有机玻璃中的任一种；所述热固性材料为酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、APEL聚合物中的任一种。