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《基于車削掩模的非球面微透鏡陣列制作技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)：密級(jí)：可公開(kāi)UDC：編號(hào)：基于車削掩模的非球面微透鏡陣列制作技術(shù)研究RESEARCHONFABRICATIONOFASPHERICMICROLENSARRAYBASEDONTURNINGMASK學(xué)位授予單位及代碼：長(zhǎng)春理工大學(xué)（10186）學(xué)科專業(yè)名稱及代碼：光學(xué)工程（080300）研究方向：微納光學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師：董連和教授/張為國(guó)老師研究生：王灝論文起止時(shí)間：2017.10—2018.05摘要現(xiàn)有成熟的加工方法中，微光學(xué)結(jié)構(gòu)的加工大體可分為微光刻和金剛刀車削兩大類。微光刻可用于加工無(wú)機(jī)材料，如：石英、硅等，但微光刻技術(shù)一直
2、以來(lái)都沒(méi)有很好的解決微納米結(jié)構(gòu)面形控制的問(wèn)題；而金剛刀車削技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)面型的精確控制，卻難以車削無(wú)機(jī)、脆性材料。為解決石英非球面微透鏡陣列加工所面臨的工藝可控性差且面型精度不高這兩大[1-4]難點(diǎn)，提出了一種基于車削掩模的石英玻璃元件制作方法。將單點(diǎn)金剛石車削加工技術(shù)與反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)這兩種工藝進(jìn)行創(chuàng)新性組合，采用單點(diǎn)金剛石車削制作掩模層圖形，再通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕進(jìn)行掩模圖形轉(zhuǎn)移，完成石英玻璃非球面微透鏡陣列元件的制作。進(jìn)行了掩模材料的篩選，對(duì)于現(xiàn)有的常用掩模材料光刻膠、PMMA等材料進(jìn)行分析并實(shí)驗(yàn)，通過(guò)物理性質(zhì)以及其在反應(yīng)離子刻蝕中的表現(xiàn)進(jìn)行優(yōu)選。
3、選擇了最適合作為掩模材料的PMMA，并對(duì)PMMA的抗刻蝕性能差這一問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)。利用這種新的材料制成掩模，通過(guò)單點(diǎn)金剛石車削加工在掩模表面制作掩模圖形并刻蝕，得到了石英玻璃非球面微透鏡陣列。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法兼具了單點(diǎn)金剛石車削技術(shù)面型精度高、加工穩(wěn)定性高且工藝成熟以及反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)良好的各向異性等優(yōu)點(diǎn)。這一方法具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ矠槭⒉ＡР牧细訌V泛的應(yīng)用提供了有力支撐。關(guān)鍵詞：掩模石英玻璃非球面微透鏡陣列金剛石車削反應(yīng)離子刻蝕ABSTRACTIntheexistingmatureprocessingmethods,thefabrica
4、tionofasphericmicrolensarraystructurecanbedividedintotwocategories:photolithographyandsinglepointdiamondturning.Lithographycanbeusedforprocessingofinorganicmaterials,suchasquartzandsilicon,butthemicroopticalcuttingtechnologyhasneverbeenagoodsolutiontothecontrolofthesurfaceshape
5、ofthemicroandnanostructures;thesinglepointdiamondturningtechnologycanrealizetheaccuratecontroloftheoppositetype,butitisdifficulttoprocesstheinorganicandbrittlematerials.Inviewoftheuniquephysicalpropertiesofsilicaglass,inordertosolvethetwodifficultproblemsofquartzasphericmicrole
6、nsarrayprocessing,suchaspoorcontrollabilityandlowsurfaceaccuracy,amethodofmakingquartzglassbasedonturningmaskisproposed.Thetwotechnologiesofsinglepointdiamondturningandreactiveionetchingareinnovativelycombined.Themasklayerismadebysinglepointdiamondturning,andthenthemaskpatterni
7、stransferredbyreactiveionetching.Thefabricationofquartzglassasphericmicrolensarrayelementsiscompleted.Themaskingmaterialswerescreened.Theexistingmaskingmaterials,suchasphotoresist,PMMAandothermaterials,wereanalyzedandexperimentation,andphysicalpropertiesandtheirperformanceinrea
8、ctiveionetchingwereoptimized.PMMAisselectedasthemostsu
