[发明专利]一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法

摘要

一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法，属于光学技术领域，步骤是在基片表面涂布感光胶，加热后烘胶厚，根据自由曲面表面的坐标值点进行变剂量曝光，通过显影后得到感光胶自由曲面面型结构，对基片进行均匀化处理、动态离子束刻蚀和流体抛光，制得光学微镜阵列。本发明制得的光学微镜阵列光能利用率高，光照均匀，光斑形状可控。其制作方法简单易行，通过改变曝光系统光刻物镜得到亚微米直径曝光光斑，通过控制工作台运动速度实现变剂量曝光。

主权项

一种自由曲面光学微镜阵列的制作方法，其特征在于包括如下工艺步骤完成：（1）在光学材料基片表面涂布一层感光胶； （2）将涂好感光胶的基片放入高温烘箱中加热至90～100℃，恒温15～25分钟；（3）以列表形式描述出所要制作自由曲面光学微镜阵列的坐标值点；（4）变剂量曝光，采用激光直写设备，在激光束能量不变的情况下，通过曝光和显影实验建立感光胶曝光深度与曝光时间的数学模型，根据该模型与自由曲面光学微镜阵列的坐标值点拟合，编制激光直写工作台运动轨迹与运动速度控制程序；然后工作台带动涂胶工件按编制的程序运动，激光束在感光胶表面逐行、逐点扫描，曝光深度与阵列中每一坐标值点呈对应关系； （5）将曝光后的基片浸入显影液2～5分钟取出，显影后得到由感光胶构成的自由曲面面型结构；（6）将显影后的基片放入温度均匀性高于1%的高温加热器中，加热至180～270℃，恒温5～10分钟进行表面均匀化处理，而后自然冷却至室温取出； （7）基片置于离子刻蚀机内进行动态离子束刻蚀，刻蚀速率5nm/s‑15nm/s，刻蚀时间由光刻胶厚度决定，由此制得光学微镜阵列； （8）将刻蚀后得到的光学微镜阵列进行高速流体抛光，流体运动速度为3m/s～6m/s； （9）用去离子水冲洗1～2分钟；（10）最后用干燥纯净氮气吹干；（11）检测。