[发明专利]一种透镜形状图形化蓝宝石衬底及其制备方法

摘要

本发明公开了一种透镜形状图形化蓝宝石衬底及其制备方法：在蓝宝石表面旋涂光刻胶并固化；利用短脉冲激光逐点扫描蓝宝石表面，形成透镜形状结构的阵列；去除蓝宝石衬底表面残余的光刻胶和激光烧蚀残渣，制得透镜形状的图形化蓝宝石衬底。本发明采用高能量激光直接轰击蓝宝石材料并在其表面形成三维几何图案，透镜形状图案的尺寸和间距可通过改变激光加工参数调整，制备工艺步骤少、加工效率高、成本低而且无需借助掩膜层，可实现在大尺寸蓝宝石衬底上制备出高质量、一致性好的透镜形状图案。

主权项

1.一种制备透镜形状图形化蓝宝石衬底的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在蓝宝石表面旋涂一层光刻胶并固化；2)经过步骤1)后，将所述蓝宝石置于可以二维水平方向自由移动的载物台上，然后将短脉冲激光聚焦在所述蓝宝石的表面或表面上方；3)经过步骤2)后，控制所述载物台带动所述蓝宝石移动，使短脉冲激光逐点扫描所述蓝宝石表面，在所述蓝宝石表面加工形成透镜形状微孔结构阵列；4)经过步骤3)后，去除所述蓝宝石表面残余的光刻胶和激光烧蚀残渣，制得透镜形状图形化蓝宝石衬底；透镜形状图形化蓝宝石衬底包括蓝宝石以及通过激光烧蚀形成于蓝宝石表面的透镜形状微孔结构阵列，所述透镜形状微孔结构的直径为3μm～30μm，深度为1μm～10μm，相邻透镜形状微孔结构的间距为1μm～100μm，微孔周围光洁平滑；所述步骤1)中，光刻胶采用正胶或负胶；旋涂的光刻胶厚度为1μm～5μm；光刻胶固化方式为加热固化或者紫外固化，加热固化的热板温度为60℃～90℃，固化时间为50s～100s；所述步骤3)中，采用的短脉冲激光的波长为250nm～400nm，脉冲宽度为10ns～80ns，光开关频率为1kHz～170kHz，激光功率为0.10W～0.33W，激光光斑聚焦直径为20μm，激光焦平面与加工材料的间距为0～80μm；所述载物台的移动速度为1mm/s～100mm/s。