[发明专利]一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜，其特征在于，所述透镜是由多层不同折射率的聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜按折射率由大到小的顺序自下向上依次排列固化而成的上底面大，下底面小的圆台或棱台。

2.根据权利要求1所述的一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜，其特征在于，所述透镜包括5～15层厚度相同、折射率不同的聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜，聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜中纳米硅颗粒浓度和粒径自下向上依次逐层减小，每一层复合膜的厚度为100～1000微米。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜中纳米硅颗粒的直径范围为20～150纳米。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜的折射率在1.5～2.5之间。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜，其特征在于，所述透镜的侧面覆有铝或银或金反射膜。

6.权利要求1～5任一所述的一种基于高分子聚合物的CPV技术用梯度折射率透镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）以P型(100)单面抛光的单晶硅片作为激光脉冲液相烧蚀的硅靶，硅片厚度为300～350微米，电阻率为3～5欧姆·厘米，然后将硅片切割为2cm×2cm见方的规整方块，并用丙酮和乙醇进行超声清洗以待用；

（2）将上述清洗好的硅片即硅靶置于盛有聚二甲基硅氧烷PDMS的烧杯中，硅靶完全置于溶液中，溶液深度为4～8毫米，然后用XeCl准分子激光器辐射硅靶，激光束的焦点大小为2～6mm²，激光束的能量密度为20～40MW/cm²，辐照时间为30～300分钟；然后取出硅靶，即得到纳米硅颗粒悬浮于聚二甲基硅氧烷PDMS组织中的聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合溶液；

（3）选择上底面大，下底面小的圆台形或棱台形模具，将上述5～15种经不同激光辐照强度和时间的聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合溶液按纳米硅颗粒浓度和粒径从大到小的顺序自模具底部向上依次涂膜，每一膜层的厚度保持一致，为100～1000微米，涂膜中纳米硅颗粒浓度和粒径自底层向顶层依次逐级减小，底层纳米硅颗粒浓度和粒径最大，顶层纳米硅颗粒浓度和粒径最小，从而底层折射率大，顶层折射率小，涂层完成后的模具放在真空干燥箱中，加热至80～120℃并调节压强为50～1000Pa，以使聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜固化成型；

（4）在固化好聚二甲基硅氧烷/纳米硅PDMS/nc-Si复合膜的模具的外壁溅射一层铝膜或银膜或金膜，用以对光线的反射，铝膜或银膜或金膜的厚度为1～5微米。