平行主轴非球面抛物线微透镜阵列的制造与快速复制技术

"本文介绍了平面外抛物线微透镜阵列的制作和快速复制技术，主要涉及光刻、复制和微成型工艺，用于创建具有优良光学性能的非球面微透镜，尤其适用于构建片上光学平台。" 平面外抛物线微透镜阵列是一种光学元件，因其在消除像差方面的优势而备受关注。这种透镜的设计允许主光轴与基板表面平行，简化了集成到光学系统中的难度。在本文中，研究人员提出了一种新的制造方法，它基于SU-8厚抗蚀剂的紫外线（UV）光刻技术。这种技术通过控制掩模图案和曝光剂量等参数，能够实现非球面微透镜的精确形状，从而获得具有不同尺寸和曲率的微透镜。 光刻技术是半导体制造和微纳米加工中的基础步骤，通常涉及使用紫外线将设计图案转移到光敏材料上。SU-8是一种负性光刻胶，当暴露于特定波长的UV光时，未被掩模遮挡的部分会硬化，形成所需结构。通过调整曝光剂量，可以控制抗蚀剂的硬化程度，从而塑造出非球面形状。 复制这些微透镜的过程采用了微成型，尤其是使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行浇铸。PDMS因其良好的光学透明度、弹性和易于处理的特性，常用于微流控和微光学器件的复制。在微透镜阵列硬化后，PDMS模具被用来再模制成UV感光材料NOA 73，进一步优化光学性能。 NOA 73是一种紫外固化树脂，特别适用于制作光学组件，因为它具有高折射率和良好的光学透明度。通过这种方法复制的微透镜，不仅保持了原始微透镜的形状，而且在光学性能上有所提升，适合用于光学开关和成像系统的构建。 平面外抛物线微透镜阵列的平行主光轴设计使得它们能够方便地与其他光学组件集成，构建出高效的片上光学平台。这样的平台可以提高系统的紧凑性和性能，特别是在微型光学系统和光电子设备中，如微型摄像头、光纤通信和生物传感器等领域。 这项研究展示了如何利用先进的微加工技术制造和复制平面外抛物线微透镜阵列，为光学工程提供了一种高效、可扩展的方法，有助于推动微光学领域的发展。通过这种方法制造的微透镜阵列具有良好的光学特性和易于集成的优点，为各种光学应用提供了创新解决方案。