聚合物微透鏡及其陣列的研究.pdf

1、微透鏡陣列是主要的微光學(xué)元件之一，玻璃透鏡陣列已經(jīng)有相當(dāng)長時間的研究，也發(fā)展得比較成熟，但其成本昂貴，加工工藝復(fù)雜，廣泛應(yīng)用受到一定的限制。近年來，隨著聚合物光學(xué)材料的發(fā)展，用該材料制備微光學(xué)元件的生產(chǎn)技術(shù)成為人們感興趣的研究課題，特別是梯度折射率的光學(xué)聚合物材料。由于相對無機(jī)光學(xué)材料，它們的生產(chǎn)成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，市場潛力很大。 聚合物微透鏡陣列的主要制備方法有熔融光刻膠、灰度掩膜、熱壓模成形、溶膠一凝膠和光誘導(dǎo)交聯(lián)聚合等

2、方法。除此以外，還有一種制備折射微透鏡陣列的新方法——微噴打印法，它是由噴墨打印原理發(fā)展而來的。本文就是采用該方法制備微透鏡陣列，利用自制的移動誤差在1μm以內(nèi)的微噴打印裝置，通過反復(fù)試驗摸索出了適合該生產(chǎn)方法的工藝流程。主要內(nèi)容包括微噴打印方法的理論基礎(chǔ)，微透鏡陣列的光學(xué)特性分析，微透鏡陣列的研制及其綜合性能測試。 本文闡述了透鏡的透過率、表面輪廓、陣列均勻性、焦距、波像差、表面粗糙度等參數(shù)的測試方法，得到了很好的測試結(jié)果：透

3、過率在可見光范圍內(nèi)都在90﹪以上；表面輪廓基本上呈球形對稱；制備的微透鏡陣列具有很好的尺寸一致性(其焦距偏差小于1.8﹪)；光學(xué)像差的檢測結(jié)果表明，微透鏡陣列具有一定的非球面形狀；熱處理后所得透鏡的表面粗糙度為Pa：0．8nm；Ry：11.4nm；Rz：11.4nm；摻雜型微透鏡陣列的熒光效果也很好，有望制備生物醫(yī)學(xué)傳感器和光纖放大器。以上結(jié)果表明，該方法制備的微透鏡陣列具有很好的光學(xué)性能，應(yīng)用前景光明。 近幾年來，美國、日本、