基于Su-8光刻膠的微透鏡及陣列的研究.pdf

1、隨著微光機電系統(tǒng)(MOEMS)的迅猛發(fā)展，人們對于光學元件的微型化的需求日益增加。而透鏡作為光學系統(tǒng)中非常重要的元件，透鏡的微型化也成為研究熱點。近年來，有很多科研機構和高等院校在進行針對微透鏡研制的工作，提出了許多種微透鏡制作方法。其中，光刻膠熱熔法成為很多科研人員的研究重點。本文基于深紫外光刻技術，提出一種新的光刻膠微透鏡制作方法，利用負性光刻膠在熱熔時產(chǎn)生曲面的方法來制作微透鏡。本文主要開展了以下工作:
　　1.調(diào)研了微透鏡

2、的制作方法，了解了微透鏡制作方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進展。研究SU-8膠光刻工藝，基于傳統(tǒng)的光刻膠熱熔法，提出一種新的利用光刻膠熱熔制作微透鏡的方法。對微透鏡的成型機理進行了分析和討論，從多個角度分析了各因素對微透鏡的影響。對本文的微透鏡制作方法進行優(yōu)缺點的分析，分析了本方法制作的微透鏡的一致性和均勻性?；诒疚奶岢龅墓饪棠z微透鏡制作方法，研究了各種工藝參數(shù)對微透鏡形貌的影響。針對不同的光刻膠厚度、微透鏡寬度和后烘降溫過程，進行了大量的實

3、驗。
　　2.為了獲得表面形貌和光學特性，利用三種測量手段來測量微透鏡的相關數(shù)據(jù)，分別是臺階儀測量、光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡測量和光學測量裝置，通過臺階儀和顯微鏡可以獲得微透鏡的曲面和形貌，通過光學測量裝置可以獲得微透鏡的光學特性?；谝陨舷嚓P實驗數(shù)據(jù)，分析各工藝參數(shù)對微透鏡形貌及其光學性能的影響。針對光刻膠微結構的寬度、光刻膠厚度、后烘降溫過程對光刻膠微透鏡的影響進行了討論和分析。通過兩種方法計算和測得了微透鏡的焦距，對微透鏡

4、的光學特性進行了分析和評價。最后分析了本實驗制作的微透鏡的填充因子。通過以上數(shù)據(jù)和分析，我們得出本文制作的微透鏡有以下優(yōu)點:1.本文制作的微透鏡具有超長的焦距，遠遠大于傳統(tǒng)光刻膠熱熔法制作的微透鏡的焦距。2.本文的微透鏡制作方法可靠性好，工藝寬容性好。3.本文制作的微透鏡的填充因子很大，實驗中的填充因子最大可達98.5％。
　　3.對微透鏡的成型機理進行了分析，并用Surface Evolver進行了模擬仿真。模擬仿真結果較好地符