[发明专利]一种制作微透镜或微透镜阵列的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及光学元件领域，尤其涉及一种制作微透镜或微透镜阵列的方法。 

背景技术

微透镜为一种尺寸极为微小的透镜，传统上将直径小于1mm的透镜定义为微透镜，有些直径大到5mm以上的透镜也被认为是微透镜。微透镜可应用于光电元件，如数码相机的影像感测机、手机数码光学模组、或太阳能电池等，用于聚焦所接收到的光束，或扩散光电元件所发射的光束。微透镜阵列在用于成像应用的微型封装中提供了光学多功能性。

传统的制作微透镜或微透镜阵列的方法，如使用回流或扩散方法，机械抛光等，制作工艺复杂，成本高。

发明内容

本发明提供了一种全新的制作微透镜或微透镜阵列的方法，工艺简单，适合大规模快速制作。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种制作微透镜或微透镜阵列的方法，包括如下步骤：（1）采用光刻法在光学基板表面刻蚀孔或槽阵列；（2）在孔或槽阵列中注入相应重量的SiO₂气溶胶，所述光学基板材料为可与SiO₂气溶胶浸润的材料，SiO₂气溶胶与光学基板浸润，表面形成凹面或凹柱面；（3）固化SiO₂气溶胶。

或者，在注入SiO₂气溶胶之前，先在光学基板表面非刻蚀区域镀一层与SiO₂气溶胶非浸润的膜层，然后再注入相应重量的SiO₂气溶胶；SiO₂气溶胶与膜层非浸润，表面形成凸面或凸柱面，最后再固化SiO₂气溶胶。

进一步的，上述刻蚀的孔为微圆孔、微椭圆形孔或微圆柱孔阵列等。

进一步的，注入的SiO₂气溶胶的重量可根据SiO₂气溶胶密度及孔或槽的体积确定。孔的半径即为凹面或凸面的曲率半径，或槽的宽度即为凹柱面或凸柱面的曲率半径，由此曲率半径即可确定透镜的焦距。

本发明的有益效果：本发明的一种制作微透镜或微透镜阵列的方法，利用光学基板与SiO₂气溶胶浸润的张力形成凹透镜、凹柱面镜等；在光学基板表面镀一层与SiO₂气溶胶非浸润的膜层，利用SiO₂气溶胶与膜层非浸润的表面收缩力，形成凸透镜、凸柱面镜等，该方法工艺简单，成本低，并可大规模快速制作。

附图说明

图1为微凹透镜制作过程示意图；

图2为微凸透镜制作过程示意图；

图3为微球透镜阵列示意图；

图4为微柱透镜阵列示意图。

附图标记：101、光学基板；102、SiO₂气溶胶；201、光学基板；202、膜层；203、SiO₂气溶胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1所示，为微凹透镜阵列的制作过程示意图，首先采用光刻法在光学基板101表面刻蚀需要的孔或槽阵列，如圆柱形小孔或椭圆形小孔；然后在刻蚀的孔或槽阵列中注入相应重量的SiO₂气溶胶102，光学基板101材料为可与SiO₂气溶胶102浸润的材料，SiO₂气溶胶102与光学基板101浸润，利用其表面张力形成凹面或凹柱面微透镜，最后让SiO₂气溶胶102自然固化。如图3或4所示，刻蚀的为圆柱形小孔，则自然固化后可形成微凹透镜；刻蚀的为微矩形槽，则自然固化后可形成微凹柱面透镜。

如图2所示，为微凸透镜阵列的制作过程示意图，同样先采用光刻法在光学基板201表面刻蚀需要的孔或槽阵列，再在光学基板201表面非刻蚀区域镀一层与SiO₂气溶胶203非浸润的膜层202，然后再注入相应重量的SiO₂气溶胶203；SiO₂气溶胶203与膜层202非浸润，表面形成凸面或凸柱面，最后让SiO₂气溶胶203自然固化。如图3或4所示，刻蚀的为圆柱形小孔，则自然固化后可形成微凸透镜；刻蚀的为微矩形槽，则自然固化后可形成微凸柱面透镜。