一种菲涅尔透镜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115542436A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211254498.5(22)申请日2022.10.13(71)申请人浙江水晶光电科技股份有限公司地址318000浙江省台州市椒江区星星电子产业区A5号（洪家后高桥村）(72)发明人汪肇坤程桂亮伍未名刘风雷(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师刘锋(51)Int.Cl.G02B3/08(2006.01)G03F7/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称一种菲涅尔透镜及其制备方法(57)摘要本申请提供一种菲涅尔透镜及其制备方法，涉及光学技术领域，包括透明基底，所述透明基底上设置有菲涅尔结构层，所述菲涅尔结构层包括多个台阶结构，每个所述台阶结构包括沿厚度方向设置的多个同心台阶，所述菲涅尔结构层上设置有多个沿所述厚度方向贯穿所述菲涅尔结构层的沟槽，所述沟槽的一端延伸至所述菲涅尔结构层的边缘、另一端向所述菲涅尔结构层的中心延伸。多个沟槽将菲涅尔结构层分割为多个区域，使得多个区域之间通过沟槽形成间隔，这样在制备菲涅尔透镜时，残余压印胶能够顺着沟槽向外排出，减少了胶水残留，避免压印过程中的气泡产生，能大幅提高菲涅尔透镜的制备良率。CN115542436ACN115542436A权利要求书1/1页1.一种菲涅尔透镜，其特征在于，包括：透明基底，所述透明基底上设置有菲涅尔结构层，所述菲涅尔结构层包括多个台阶结构，每个所述台阶结构包括沿厚度方向设置的多个同心台阶，所述菲涅尔结构层上设置有多个沿所述厚度方向贯穿所述菲涅尔结构层的沟槽，所述沟槽的一端延伸至所述菲涅尔结构层的边缘、另一端向所述菲涅尔结构层的中心延伸。2.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述台阶结构的台阶数为2N，N为正整数。3.根据权利要求1或2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，每层台阶的高度其中，l为需计算高度的台阶数；L为总体台阶数；λ为所述菲涅尔透镜的工作波长，n为所述菲涅尔透镜的材料折射率。4.根据权利要求3所述的菲涅尔透镜，其特征在于，每层台阶的半径其中，m为所述菲涅尔透镜上同心圆的环数；l为需计算高度和半径的台阶数；L为总体台阶数；λ为所述菲涅尔透镜的工作波长，f为所述菲涅尔透镜的焦距。5.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述沟槽的宽度在1um‑10um之间。6.根据权利要求1或5所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述沟槽向所述菲涅尔结构层的中心延伸的一端至少延伸至所述菲涅尔透镜上的第三同心圆处，所述菲涅尔透镜上位于中心的同心圆为第一环同心圆。7.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，多个所述沟槽在所述厚度方向的投影至少形成十字型或米字型。8.一种菲涅尔透镜的制备方法，用于制备权利要求1‑7任一项所述的菲涅尔透镜，其特征在于，包括：获取母版，使所述母版上形成菲涅尔结构层；在所述菲涅尔结构层上刻蚀沟槽，以使所述沟槽贯穿所述菲涅尔结构层；通过所述母版转印在透明基底上以在所述透明基底上形成所述菲涅尔结构层。9.根据权利要求8所述的菲涅尔透镜的制备方法，其特征在于，所述获取母版，使所述母版上形成菲涅尔结构层包括：在母版上依次通过光刻、干法刻蚀获取所述菲涅尔结构层；所述菲涅尔结构层上的台阶数为2N时，所述光刻、干法刻蚀的次数为N。10.根据权利要求8所述的菲涅尔透镜的制备方法，其特征在于，所述通过所述母版转印在透明基底上以在所述透明基底上形成所述菲涅尔结构层包括：在100pa以下的真空环境中进行转印。2CN115542436A说明书1/5页一种菲涅尔透镜及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种菲涅尔透镜及其制备方法。背景技术[0002]菲涅尔透镜是由法国著名物理学家菲涅尔发明的一类新型光学元件，其用一系列同心槽代替了传统透镜的曲面，浇铸成一个薄且轻的塑料板面。台阶菲涅尔透镜是其中的一种特殊形式，可以被用来实现聚焦或者准直功能，在结构光和TOF等3D深度传感领域中有广泛作用，其本质上是一种衍射光学元件，构成形式为多台阶分布，可以利用半导体工艺中的光刻刻蚀以及纳米压印来进行制备。[0003]专利CN107976732B一种变台阶衍射元件及其制备方法，提到了使用激光直写制备多台阶的衍射光学元件，但该专利本质上只是解决了菲涅尔透镜聚焦效率和工艺之间的平衡问题，不能在实质上解决台阶型菲涅尔透镜在纳米压印过程中制备良率较低的问题。发明内容[0004]本申请实施例的目的在于提供一种菲涅尔透镜及其制备方法，能够提高台阶型菲涅尔透镜的加工良率。[0005]本申请实施例的一方面，提供了一种菲涅尔透镜，包括透明基底，所述透明基底上设置有菲涅