[发明专利]石英玻璃随机微透镜阵列匀光元件及其制备方法

权利要求书

1.石英玻璃随机微透镜阵列匀光元件的制备方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、随机微透镜阵列设计

微透镜阵列采用长方形或六边形阵列，掩模版采用随机位置刻蚀，刻蚀微单元孔径D，刻蚀深度h，空气折射率n₁，玻璃折射率n₂，微单元散射角θ；切割后阵列的方形微单元边长D_x和D_y，其散射角分别a_x和a_y之间的数学关系为，

采用随机位置刻蚀，掩模孔的大小确定为r＝2μm，刻蚀时间t、刻蚀孔径D、刻蚀深度h、刻蚀面曲率半径R之间的数学关系为，

D＝43.48*(t_(min)-9.97)^7/50

h＝57.69-45.99*t_(min)6/125

R＝2.332t_(min)+11.65

步骤二、掩模孔位置设计

采用matlab软件建立数学模型生成规则分布半径为2μm间距为30-40μm的圆孔，赋予一定的随机度，使圆孔的位置随机变化，得到随机分布的掩模孔位置坐标；

步骤三、超白玻璃模板制备

在清洗后的超白玻璃上镀一层铬膜，在铬膜上旋涂正性光刻胶，按照所述步骤二设计的孔位置，采用激光直写技术进行光刻，并在碱性溶液中显影，使用质量比为5：2：2的去离子水，硝酸，氢氟酸混合液，对光刻后的超白玻璃进行化学刻蚀，获得超白玻璃匀光元件模板；

步骤四、模板复制和固化

将PDMS聚二甲基硅氧烷的预聚体和固化剂以质量比为10:1混合，搅拌脱泡后倾倒在所述步骤三获得的超白玻璃匀光元件模板上，在90℃的条件下，加入50min进行PDMS固化；

配置液体玻璃，将液体玻璃倾倒在固化的PDMS上，静置10s后采用紫外灯固化，获得固化后样品备用；

步骤五、液体玻璃热处理

将所述步骤四获得的固化后样品置于高温炉中处理，去除有机物，进行脱脂处理，获得脱脂后的样品；将脱脂后的样品继续放入高温炉中，在真空环境中进行高温烧结处理，获得石英玻璃随机微透镜匀光元件。