上海交通大学 电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台,上海 200240
开发了一种和MEMS工艺兼容的基于硅微加工技术的简易硅微透镜阵列制造技术。利用光刻胶热熔法和等离子体刻蚀法相结合的方法,实现了在硅晶圆上制作不同尺寸的硅微透镜阵列的工艺过程。实验中,对透镜制作过程中的热熔工艺、刻蚀工艺进行了深入的研究。最终确定了最优的工艺参数,制备了孔径在20~90 μm、表面质量高的硅微透镜阵列。
硅微透镜阵列 光刻胶热熔法 电感耦合等离子体刻蚀 刻蚀缺陷 silicon microlens array photoresist hot melt method ICP-RIE etch defect
北京工业大学信息学部，光电子技术省部共建教育部重点实验室，北京 100124
采用光刻胶热熔法制作具有特定尺寸的微透镜，制作的微透镜能将微透镜阵列技术应用于短波1 μm ~3 μm红外探测器中，有效地提高探测器件的光电性能。采用AZ P4620厚光刻胶，利用紫外光刻技术，对透镜制作中的前烘、曝光和显影、坚膜、热熔等工艺进行了深入细致的实验研究，确定了最优的工艺参数，实现了球冠直径在(5.5±0.5) μm，曲率半径3 μm的微透镜，且透镜有很好的均匀性和一致性，满足近红外探测器件的要求。
微透镜阵列 光刻胶热熔法 前烘 热熔 microlens array melting photoresist pre-baking hot melt
1 大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
2 大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室, 辽宁 大连 116024
基于激光诱导荧光检测技术的微流控系统广泛应用于生物化学检测领域。针对微流控系统中检测样本较少, 诱导荧光强度较弱的问题, 设计并制作了一种集成有微透镜阵列(MLA)的微流控芯片来提高荧光检测强度。采用热熔技术制备直径变异系数为0.36%的8×8光刻胶微透镜阵列模具。采用软光刻工艺, 制造集成有聚二甲基硅氧烷微透镜阵列的盖片, 焦距均匀性误差为7%。制造具有微通道的基片, 并采用氧等离子键合技术封装盖片和基片。将浓度为10 μmol·L-1的异硫氰酸荧光素荧光染料溶液注入微流控芯片, 利用荧光显微镜检测芯片的荧光强度。结果表明, 透镜处的荧光强度比无透镜时提高了约2.2倍。
探测器 微透镜阵列 热熔法 荧光检测 聚二甲基硅氧烷 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 080402
1 南京航空航天大学自动化学院, 江苏 南京 210016
2 南昌航空大学测试与光电工程学院, 江西 南昌 330063
3 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
利用聚合物SU-8光刻胶在激光作用下折射率会发生变化的特点，将其作为最后的光学材料，采用光刻胶热熔法和图形转移法，设计并制作了填充因子接近0.75、自写入光波导、六角排列的微透镜阵列。对阵列的表面形态、三维结构和光学性能分别进行了观察、测试与分析，发现用SU-8胶制作的微透镜阵列外观良好，边缘清晰；自写入光波导微透镜阵列的三维结构良好；波导末梢的光点分布均匀，光强一致性高。这种自写入光波导的微透镜阵列降低了透镜阵列与探测阵列精确装配的难度，而且其制作工艺流程简单、成本低廉、适合批量复制，这种阵列元件还有质量轻、体积小的特点，有很广的应用前景。
光学器件 微光学元件 聚合物微透镜阵列 光刻胶热熔法 SU-8胶 自写入
中国科学院香港中文大学 深圳先进集成技术研究所,广东 深圳 518055
与传统曲面复眼结构不同,提出了在曲面基底上设计非均一微透镜阵列的构想。整个透镜阵列呈环状对称分布,沿径向排列的各级透镜其焦距由所处位置决定,与基底到光探测阵列的距离相吻合。根据几何光学成像原理计算了各级透镜的设计参数并通过光线追迹加以验证。仿真结果表明,这种设计可对全视场在光探测阵列上聚焦,解决了传统曲面复眼边缘视场成像质量急剧下降的问题。同时还论证了采用光刻胶热熔法在曲面基底上制作非均一微透镜阵列的可行性。
曲面复眼 微透镜阵列 光线追迹 光刻胶热熔法 spherical compound-eye microlens array ray tracing photo-resist melting method
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所 信息光学实验室,上海 201800
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
提出了一种利用软模压印制备微透镜阵列的技术。采用传统的光刻胶热熔方法制备微透镜阵列母板,利用复制模具的方法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上得到一个和母板表面图形相反的模具,最后通过压印的方法把PDMS模具上的图形转移到涂有紫外固化胶的玻璃基片上,待紫外胶完全固化后可得到和母板一致的微透镜阵列。经过测试微透镜阵列的焦点图像和表面形貌可发现最后制备的微透镜阵列表面形貌均匀、聚焦性能良好、光强均匀。
光学制造 微透镜阵列 光刻胶热熔法 软刻蚀 压印技术
