[发明专利]一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法

说明书

本发明涉及微透镜制造技术，具体是一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法。本发明解决了现有微透镜制造方法无法制造出全表面增透的微透镜的问题。一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，该方法是采用如下步骤实现的：S1：选取热氧化高掺杂硅晶圆；S2：形成第一单层纳米粒子薄膜；S3：施加聚合物液滴；S4：聚合物液滴变形成为液态透镜；S5：将电极从液态透镜中抽出；S6：液态透镜固化成为固态透镜；S7：将纳米粒子悬浮液中的纳米粒子捕捞至固态透镜的曲面；S8：形成第二单层纳米粒子薄膜；S9：在固态透镜的曲面形成纳米锥阵列结构；S10：去除第二单层纳米粒子薄膜；S11：将固态透镜剥离下来。本发明适用于微透镜的制造。

技术领域

本发明涉及微透镜制造技术，具体是一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法。

背景技术

微透镜是一种常用的微光学元件，其广泛应用于光通信、集成成像、太阳能电池、发光二极管显示等领域。在现有技术条件下，微透镜制造方法主要包括机械精铣加工法、光刻热回流法、湿法腐蚀法、激光刻蚀法和双光子干涉曝光法等。然而实践表明，现有微透镜制造方法由于自身原理所限，无法制造出全表面增透的微透镜，由此导致微透镜的透光率低，从而导致光能损失。基于此，有必要发明一种全新的微透镜制造方法，以解决现有微透镜制造方法无法制造出全表面增透的微透镜的问题。

发明内容

本发明为了解决现有微透镜制造方法无法制造出全表面增透的微透镜的问题，提供了一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，该方法是采用如下步骤实现的：

S1：选取热氧化高掺杂硅晶圆，并对热氧化高掺杂硅晶圆进行预处理；然后，采用步进提拉法将纳米粒子悬浮液中的纳米粒子捕捞至热氧化高掺杂硅晶圆的表面；

S2：在热氧化高掺杂硅晶圆的表面形成第一单层纳米粒子薄膜，并对第一单层纳米粒子薄膜进行低表面能处理；

S3：采用数字微量注射器在第一单层纳米粒子薄膜的表面施加聚合物液滴；

S4：选取交流电源和电极，并将交流电源的两端分别与电极和热氧化高掺杂硅晶圆的导电面连接；然后，将电极插入聚合物液滴中，并接通交流电源，由此使得聚合物液滴在电场作用下变形成为液态透镜，同时使得液态透镜对第一单层纳米粒子薄膜的表面实现微观浸润，进而使得第一单层纳米粒子薄膜嵌入液态透镜的平面；

S5：断开交流电源，并将电极从液态透镜中抽出；

S6：采用紫外灯箱对液态透镜进行辐照，由此使得液态透镜固化成为固态透镜；

S7：采用自组装方法将纳米粒子悬浮液中的纳米粒子捕捞至固态透镜的曲面；

S8：在固态透镜的曲面形成第二单层纳米粒子薄膜；

S9：以第二单层纳米粒子薄膜为掩蔽层，采用反应离子刻蚀方法对固态透镜的曲面进行亚微米刻蚀加工，由此在固态透镜的曲面形成纳米锥阵列结构；

S10：去除第二单层纳米粒子薄膜；

S11：采用真空吸附法将固态透镜剥离下来，由此得到全增透嵌入式纳米复合透镜。

与现有微透镜制造方法相比，本发明所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法基于全新的原理和工艺，一方面在微透镜的曲面引入了纳米锥阵列结构，并通过纳米锥阵列结构显著提高了微透镜曲面的透光率，另一方面在微透镜的平面可控地嵌入了纳米粒子薄膜，并通过纳米粒子薄膜显著提高了微透镜平面的透光率，由此实现了微透镜的全表面增透，从而显著提高了微透镜的透光率，进而有效避免了光能损失。