[发明专利]熔石英微凹柱透镜阵列的制备方法

摘要

本发明专利公开了一种熔石英微凹柱透镜阵列的制备方法，包括：从二氧化碳激光器获得连续稳定的二氧化碳激光；对二氧化碳激光进行聚焦；将清洗后的熔石英样片放置在聚焦的二氧化碳激光的焦点位置；采用振镜系统扫描聚焦后的二氧化碳激光辐照熔石英样片表面；然后放入氢氟酸溶液进行湿法刻蚀；对湿法刻蚀形成的熔石英微凹柱透镜阵列进行喷淋和超声清洗，得到熔石英微凹柱透镜阵列。本发明利用功率恒定的连续二氧化碳激光进行扫描辐照；简洁高效地直接在熔石英表面实现了一维的柱透镜阵列，例如平行微凹柱透镜阵列、正交微凹柱透镜阵列和螺旋微凹柱透镜阵列的制造，并且制造的微凹柱透镜阵列无实焦点，尤其适用于高功率光束整形等应用。

主权项

1.一种熔石英微凹柱透镜阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对熔石英光学样片进行超声清洗；步骤二、从二氧化碳激光器获得连续稳定的二氧化碳激光；并使用扫描场镜f‑θ透镜对二氧化碳激光进行聚焦；步骤三、将超声清洗后的熔石英样片装入夹具，并放置在f‑θ透镜聚焦的二氧化碳激光的焦点位置；同时将二氧化碳激光器设置为连续出光模式；步骤四、采用振镜系统扫描聚焦后的二氧化碳激光辐照熔石英样片表面；振镜系统扫描熔石英样片表面以螺旋形扫描的方式进行，制备得到螺旋微凹柱透镜阵列；所述螺旋形扫描的扫描间距为0.1mm～1mm；步骤五、二氧化碳激光辐照后的熔石英样片放入氢氟酸溶液进行湿法刻蚀；步骤六、对湿法刻蚀形成的熔石英微凹柱透镜阵列进行喷淋和超声清洗，得到熔石英微凹柱透镜阵列；其中，所述振镜系统扫描的速度为1mm/s～3m/s；所述二氧化碳激光器为射频激励二氧化碳激光器，波长为10.6μm，光斑直径尺寸范围为100μm～2mm；所述步骤一中，超声清洗的方式为：将熔石英光学样片加入碱性溶液中，并采用依次在60KHz、80KHz、120KHz、160KHz、180KHz、200KHz的超声频率下处理，每个频率处理时间为3～5min，然后将熔石英光学样片加入高纯水中，在100～150KHz的频率下，超声5～10min，烘干；在超声处理过程中，向碱性溶液中通入氨气；所述氨气的通气速率为50‑100mL/min；所述步骤五中，湿法刻蚀的过程为：将辐照处理后的熔石英样片放入氢氟酸溶液中，并采用依次在0.8MHz、1MHz、1.2MHz、1.3MHz、1.5MHz的兆声场频率下进行刻蚀，每个兆声场频率刻蚀时间为5～10min；所述氢氟酸溶液的质量分数为1～3％。