[发明专利]一种平面像场超分辨成像透镜的制备方法

权利要求书

1.一种平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤(1)、选择平整的基底；

步骤(2)、在基底表面旋涂牺牲层，牺牲层的厚度为d₁＝3～5um，并在100～150℃条件下烘30～150分钟；控制牺牲层的表面平整度≤5nm；

步骤(3)、在牺牲层上沉积平面多层膜，共沉积5～20组，每组由2层膜层组成，每层膜厚为20～30nm，所述平面多层膜总厚度d₂＝200～1200nm，其中Ag层和SiO₂层交替沉积；控制平面多层膜的表面平整度≤2nm；

步骤(4)、在平面多层膜上旋涂光刻胶，控制胶厚d₃＝2～3um；

步骤(5)、利用移相掩模曝光技术，在光刻胶上显影得到所需的半圆形结构，所得到的半圆形结构的半径为200～500nm；

步骤(6)、对步骤(5)中得到的半圆形结构进行刻蚀，将光刻胶中的半圆形结构转移到平面多层膜上，形成多层半圆形结构；

步骤(7)、在步骤(6)中得到的多层半圆形结构上蒸镀曲面多层膜，共蒸镀10～20组，每组由2层膜层组成；先蒸镀Ag然后是SiO₂，交替蒸镀；控制每层厚度20～30nm，曲面多层膜总厚度d₄＝400～1200nm；

步骤(8)、在曲面多层膜上沉积一层铬膜；选用磁控溅射的方式，功率选用100～800W，铬膜的厚度d₅＝50～100nm；

步骤(9)、在步骤(8)中所镀的铬膜上开缝，使缝宽d₆＝50～150nm，缝间距d₇＝200～300nm；

步骤(10)、利用粘连剂将一块石英片粘连到铬膜上，尽量使粘连剂填充满整个铬层与石英片之间的所有空隙，使石英片与铬膜粘贴牢固；

步骤(11)、将基底和石英片泡在丙酮溶液内，通过溶解牺牲层来去掉基底材料，从而得到最终的透镜结构。

2.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的基底材料可以为红外波段的硅，也可以是光波段的石英或玻璃。

3.根据权利要求1所述的平面像场超透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中所涂牺牲层可以为AZ-3 100、AZ-1500或AZ-3 170光刻胶。

4.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所沉积的平面多层膜可以通过磁控溅射镀膜，也可以选择真空蒸镀的方式。

5.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中所旋涂的光刻胶可以AZ-3100、AZ-1500或AZ-3170光刻胶。

6.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中采用的光刻技术，曝光时间由曝光强度和光刻胶的厚度决定，为10～150秒。

7.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中将光刻胶中的半圆形结构转移到平面多层膜上，可以利用RIE、IBE或ICP来实现；刻蚀所选气体可以是SF₆、CHF₃或Ar。

8.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中蒸镀的曲面多层膜中的单层膜厚控制在20～30nm之间。

9.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)中沉积的铬膜应该在腔体温度200～300℃下进行沉积，这样可以保持比较好的膜层致密度。

10.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(9)中在铬膜层上开的缝的线宽为50～150nm。

11.根据权利要求1所述的平面像场超分辨成像透镜的制备方法，其特征在于：所述步骤(10)所选择的粘连剂可以是紫外固化胶或PMMA。