[发明专利]微透镜制备方法及微透镜

说明书

本发明公开了一种微透镜制备方法及微透镜，微透镜制备方法包括以下步骤：S1、在衬底上涂覆光刻胶，以在所述衬底上形成光刻胶层；S2、对所述光刻胶层进行光刻、显影处理，使所述光刻胶层形成一个或多个圆柱状的光刻胶柱；S3、对所述衬底进行加热，使所述光刻胶柱热回流形成具有曲面面形的光刻胶结构；同时使所述光刻胶柱处于静电场中，通过静电力对所述曲面面形进行调控；S4、通过离子束刻蚀技术，将所述光刻胶结构的曲面面形转移至所述衬底上，形成微透镜。本发明的微透镜制备方法，通过热回流和静电场的配合，使光刻胶柱在热回流时形成曲面面形，同时通过静电场施加的静电力，实现曲面面形的可调，有助于获得不同曲率的微透镜。

技术领域

本发明涉及微透镜制备技术领域，尤其涉及一种微透镜制备方法及微透镜。

背景技术

透镜作为一种常见的光学元件，能够用来汇聚、发散、准直光束，被广泛运用于生活的方方面面。随着时代的发展，各种元器件的集成需求不断提高，利用传统方法制备的透镜由于工艺复杂、不易集成且体积大等劣势使得其运用面临一定的局限性，所以近些年基于微光学技术发展了微透镜的制备。微透镜不仅能够实现透镜的基本功能，还能实现光计算、光数据传输、两维点光源产生等一系列功能。目前已经报道的制作微透镜的主要有全息法、平面工艺离子交换法、菲涅耳波带透镜法、光敏玻璃法、光刻胶热熔法等，其中光刻胶热熔法由于制备工艺简单、周期短、成本低等优点，成为微透镜研究领域的热点之一。

对于光刻胶热熔法，光刻胶热熔后与衬底形成的接触角决定了微透镜面形，而接触角的大小与光刻胶的属性以及衬底表面的属性紧密相关，与光刻胶的厚度、微透镜的半径等参数无关，因此其制备的微透镜存在的主要问题是：当选定光刻胶和衬底后，通过热回流工艺形成的光刻胶的面形的固定的，这就在很大程度上限制了通过光刻胶热熔融发制备的微透镜的面形及其应用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种利用静电场调控微透镜面形的微透镜制备方法以及制得的微透镜。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微透镜制备方法，包括以下步骤：

S1、在衬底上涂覆光刻胶，以在所述衬底上形成光刻胶层；

S2、对所述光刻胶层进行光刻、显影处理，使所述光刻胶层形成一个或多个圆柱状的光刻胶柱；

S3、对所述衬底进行加热，使所述光刻胶柱热回流形成具有曲面面形的光刻胶结构；同时使所述光刻胶柱处于静电场中，通过静电力对所述曲面面形进行调控；

S4、通过离子束刻蚀技术，将所述光刻胶结构的曲面面形转移至所述衬底上，形成微透镜。

优选地，所述衬底的材料包括硅、锗、玻璃、石英和蓝宝石中至少一种。

优选地，步骤S1中，所述衬底的厚度大于所述光刻胶层的厚度。

优选地，所述光刻胶层的厚度为5μm～100μm；

所述光刻胶柱的直径为50μm～2000μm。

优选地，步骤S3中，将两个极板分别设置在所述衬底的上方和下方；对两个所述极板施加500V～10000V的电压，形成静电场。

优选地，一所述极板置于所述衬底的下方，另一所述极板通过支架固定在所述衬底和光刻胶柱的上方。

优选地，步骤S3中，所述衬底置于可加热底板上，通过所述可加热底板对所述衬底及其上的光刻胶柱加热。

优选地，所述离子束刻蚀技术选用感应耦合等离子刻蚀，蚀刻气体为SF₆和O₂。

优选地，对所述衬底的加热温度为100℃～200℃，加热时间为1min～10min。

本发明还提供一种微透镜，采用以上任一项所述的微透镜制备方法制成。