基于双面集成微结构薄片元件在集成光学成像、光束整形等方面的应用日益普及, 针对其中一些一体化、高深宽比结构在制作方面的难点问题, 本文提出一种无基膜支撑、高深宽比的双面集成微结构元件的制作新方法——紫外压印改进技术。通过该方法, 成功地制作了无基膜、高深宽比结构的集成导光板样品; 样品上下表面微结构形貌与金属模具在误差范围内保持一致, 转印复制过程的物理结构形变小, 且样品的厚度整体均匀、平整无翘曲。实验结果表明, 本文提出的紫外压印改进技术方法能有效地制作无基膜支撑、双面集成高深宽比的微结构元件, 可望在集成光学成像及光束整形、匀光、导光、聚光等光学器件制作领域有良好应用。

采用旋涂法进行了Si表面紫外固化胶涂布研究，并压印出了长波红外亚波长结构图形。用激光共聚焦显微镜观察了旋转涂布胶层的表面形貌，测量了表面粗糙度(Ra)；用椭圆偏振仪测试了胶层厚度，扫描电子显微镜观察了压印图形的表面形貌，并用扫描探针显微镜测量了压印图形的结构高度。结果显示：当匀胶转速较小(如300 r/min)时，胶层中不会产生气泡及针孔等缺陷，胶层的Ra小，但胶层均匀性差；提高转速可以改善胶层均匀性，但同时胶层中会产生大量气泡和针孔等缺陷，且它们不会随匀胶时间的延长而消除。文中提出用四转速匀胶法来同时解决胶层均匀性和膜层气泡等问题，获得的胶层无气泡，Ra为317 nm时与Si衬底表面相当(324 nm)，均匀性(最小厚度值与最大厚度值之比)为89.17%，胶层平均厚度为626 nm。结果表明：四转速涂胶法获得的胶层满足紫外压印长波红外亚波长结构的要求，压印的图形均匀、完整、保真性好。