[发明专利]通过辐照制造堇青石玻璃体的方法,以及由该方法制得的玻璃体

说明书

本申请要求2008年11月13日提交的美国专利申请第12/270,092号的优先权。

背景技术

技术领域

本发明的实施方式一般涉及玻璃体和制造玻璃体的方法，更具体涉及玻璃体，例如微型透镜以及微型透镜的阵列，以及它们的制造方法。

背景技术

玻璃体，例如微型透镜经常用来将光从光源耦合到检测器(或使用者)，反之亦然。许多常规的微型透镜通过对玻璃或塑料进行浇铸模塑而形成。许多常规的制造微型透镜的方法通过光刻图案化限定微型透镜的一般形状和尺寸。通常常规的方法需要沉积或除去材料以在形成微型透镜之后限定形状。

常规的通过沉积法在基材上制造微型透镜的方法存在一些缺陷。这主要是由于材料的热膨胀系数(CTE)的失配造成的。通常在没有玻璃基材料，或者由于成本或工艺原因而不能使用玻璃基材料的时候，将塑料或聚合物之类的材料用作基材。或者，在高温下对包含微型透镜的基材进行的进一步加工步骤可能会对微型透镜造成破坏。对于塑料或聚合物微型透镜来说，这尤其显著。并且，一些常规方法需要在使用之前对微型透镜进行抛光，由此带来额外的制造成本。

优选能够在无需进行额外的成形后加工的情况下，制造玻璃体(例如微型透镜)的方法。另外，优选能够最大程度减小微型透镜和基材之间的CTE失配。

发明概述

本发明的一个实施方式是一种制造玻璃体的方法。该方法包括提供基材，所述基材包括表面，所述表面上设置有堇青石粉末，对所述堇青石粉末的至少一个离散区域进行辐照，使得辐照过的堇青石粉末玻璃化，形成玻璃体。根据一个实施方式，所述玻璃体是微型透镜。

所述玻璃体(例如微型透镜)以及/或者制造该玻璃体的方法解决了上文所述的关于常规微型透镜和/或制造微型透镜的方法的一个或多个缺陷，提供了以下一个或多个优点：对玻璃体的成形进行加强的/专门定制的控制，玻璃体可以用于多种潜在的应用，由于尽可能减少了加工后成形的需求而降低了微型透镜的制造成本，可以以低成本在相同的玻璃基材上提供不同形状的微型透镜，所述微型透镜和基材可以耐受高温应用，以及/或者可以制造微型透镜的定制阵列，例如线型或面型，均匀分布或者不均匀分布。

在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解，或按文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施本发明而被认识。

应理解前面的一般性描述和以下的详细描述都只是对本发明的示例，用来提供理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。

包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来说明本发明的原理和操作。

附图简要说明

仅通过以下详述或与附图一起可更好地理解本发明。

图1是本发明一些实施方式的制造玻璃体的方法。

图2是根据一个实施方式的激光循环的示意图。

图3a和图3b分别显示堇青石粉末和玻璃体在玻璃化时的示例性几何结构。

图4显示微型透镜预期的几何特征，以及根据本发明方法制备的微型透镜的测得的几何特征。

图5是堇青石粉末的X射线衍射(XRD)图。

图6是根据一个实施方式制造的玻璃体的XRD图。

发明详述

下面详细说明本发明的各实施方式。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的特征。

本发明的一个实施方式是一种制造玻璃体的方法。图1所示的方法100包括提供基材10，所述基材包括表面12，所述表面上设置有堇青石粉末14，对所述堇青石粉末的至少一个离散区域进行辐照16，使得辐照过的堇青石粉末玻璃化，形成玻璃体18。根据一个实施方式，所述玻璃体是微型透镜。

在一个实施方式中，提供包括其上设置有堇青石粉末的表面的基材的步骤包括使用模具沉积堇青石粉末。所述模具可以包括一个或多个孔，例如，所述模具可以是围绕中心孔的框架。所述中心孔可以具有与基材相应的形状和尺寸。在一些实施方式中，所述模具包括孔的图案。所述孔可以是例如离散的点、平行线等结构的阵列。

在另一个实施方式中，提供包括其上设置有堇青石粉末的表面的基材的步骤包括以具有均匀厚度的层的形式设置所述堇青石粉末。例如，上述模具可以用来沉积具有均匀厚度的层。