[VIP第1年] 指数:3
灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版（掩膜接触式光刻）或者计算机控制激光束或者电子束剂量从而达到在某些区域完全曝透，而某些区域光刻胶部分曝光，从而在衬底上留下3D轮廓形态的光刻胶结构。微透镜阵列也是类似，可以通过剂量分布的控制来控制其轮廓形态。需要注意，灰度光刻方法获得的微透镜阵列的表面粗糙度相比于热回流和喷墨法获得的透镜要大的多，约为Ra=100nm，前两者可以会的Ra=50nm的球面。微纳3D打印与灰度光刻有点类似，但是原理不同，我们常见的微纳3D打印技术是双光子聚合和微纳金属3D打印技术，利用该技术我们理论上可以获得任意想要的结构，不光是微透镜阵列结构（如下图5所示），该方法的优势是可以完全按照设计获得想要的结构，对于双光子聚合的微结构，我们需要通过LIGA工艺获得金属模具，但是对于微纳金属3D打印获得的微纳米结构可以直接进行后续的复制工作，并通过纳米压印技术进行复制。
微透镜阵列对表面质量和形貌要求比较高，因此对制备工艺提出了很严格的要求。科研人员提出了许多方法来实现具有高表面质量的微透镜阵列的高效制备，比如针对柔性材料的热压印成型方法实现了大面积微透镜阵列；利用灰度光刻工艺和转印方法在柔性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上实现了微透镜阵列；利用光刻和热回流方式实现了基于聚二甲基硅氧烷材料的微透镜阵列等。上述方法可以实现具有较高表面质量的微透镜阵列，但通常需要使用复杂的工艺和步骤。此外，这些微透镜基质通常为软质材料，材料本身的机械抗性和耐酸碱的能力比较差。相对而言，透明硬脆材料例如石英、蓝宝石等由于其极高的硬度和极强的化学稳定性，在光学窗口、光学元件等方面的应用更加广。因此，如何制备具有高表面质量的透明硬脆材料微透镜阵列等微光学元件成为研究人员研究的焦点。
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