数字灰阶无掩模光刻技术制作凹形PDMS微透镜阵列

"该文章介绍了一种制作凹形聚二甲基硅氧烷（PDMS）微透镜阵列的新方法，利用数字微镜器件（DMD）建立数字灰阶无掩模光刻系统，通过复制技术制备高填充因子的凹形PDMS微透镜阵列。这种方法具有制作简单、效率高、成本低和可大规模生产的特点。" 本文详细阐述了一种创新的制作凹形聚二甲基硅氧烷微透镜阵列的技术，该技术主要应用于微光学领域，对光学器件的微型化和高性能化具有重要意义。传统的微透镜阵列制作往往依赖于物理掩模，但这种方法成本高昂且工艺复杂。文章提出的新型方法通过使用数字微镜器件（Digital Micromirror Device, DMD）替代物理掩模，实现了数字灰阶无掩模光刻，大大简化了制作流程。 在该方法中，首先利用DMD构建光刻系统，在光刻胶上形成正方形基底的凸形微透镜阵列。DMD能够精确控制光束的投射，形成所需的灰阶图案，从而在光刻胶上形成高质量的微结构。然后，将这个凸形微透镜阵列作为模板，通过复制工艺，如软模具或热压等方式，转印到PDMS材料上，得到凹形微透镜阵列。这种方法可以实现高填充因子，即微透镜间的空隙小，提高了光利用率。 实验结果显示，由数字灰阶无掩模光刻系统制作的微透镜阵列表面光滑，形貌良好，而复制的PDMS微透镜阵列边缘清晰，表面光滑，焦面光斑光强均匀。这些优点表明该方法在保持微透镜阵列性能的同时，显著提升了制作效率和降低了成本，为大规模生产提供了可能。 文章的关键词包括光学器件、微光学元件、凹形微透镜阵列、数字灰阶无掩模光刻、模型复制技术和聚二甲基硅氧烷。这些关键词揭示了研究的核心内容和技术手段，特别是数字灰阶无掩模光刻和模型复制技术，是该研究的创新点。 这项研究为微光学领域提供了一种新的、高效的微透镜阵列制造技术，有望在光通信、生物传感器、光学成像和光电子器件等多个领域中得到广泛应用。通过这种方法，可以更便捷地设计和制造出具有特定光学特性的微透镜阵列，推动相关技术的发展。