【CN109822222A】一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910252854.1
(22)申请日 2019.03.29
(71)申请人 湖州师范学院
地址 313000 浙江省湖州市吴兴区学士路1
号
(72)发明人 骆芳芳　张译丹　李可　蔡靖波　
李晨曼　
(74)专利代理机构 南京灿烂知识产权代理有限
公司 32356
代理人 朱妃　李志鸿
(51)Int.Cl.
B23K 26/352(2014.01)
B23K 26/60(2014.01)
(54)发明名称
一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微
凹透镜阵列的方法
(57)摘要
本发明涉及飞秒激光制备技术领域，且公开
了一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹
透镜阵列的方法，包括以下步骤：S1：样品清洗：
将切割好的待加工基板依次置于丙酮、酒精、去
离子水中超声水浴清洗，并晾干；S2：样品金属薄
膜蒸镀：将经过S1步骤处理后的待加工基板置于
蒸镀炉内，蒸镀一薄层金属薄膜；S3：设计飞秒激
光微透镜阵列加工方案和加工参数：用飞秒激光
振荡器获得高重复频率、低脉冲能量的激光作为
加工工具，结合三维电控移动平台，设置加工参
数。

该利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透
镜阵列的方法，能够解决目前制备方法都会导致
相邻微透镜之间的间隙透光，从而对微透镜的光
学行为结果有一定的干扰的问题。

权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109822222 A 2019.05.31
C N 109822222
A
权　利　要　求　书1/1页CN 109822222 A
1.一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：样品清洗：将切割好的待加工基板依次置于丙酮、酒精、去离子水中超声水浴清洗，并晾干；
S2：样品金属薄膜蒸镀：将经过S1步骤处理后的待加工基板置于蒸镀炉内，蒸镀一薄层金属薄膜；
S3：设计飞秒激光微透镜阵列加工方案和加工参数：用飞秒激光振荡器获得高重复频率、低脉冲能量的激光作为加工工具，结合三维电控移动平台，设置加工参数；
S4：获取二维周期阵列微凹透镜：将待加工基板置于精密二维移动平台，调节工作距离，用平台和控制软件控制加工基本的精确移动，按预先设定参数获得二维周期阵列微凹透镜；
S5：微凹透镜阵列成型：激光加工完毕，从样品台上取下加工基板，即可获得品质良好的微凹透镜阵列。

2.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S1步骤中，待加工基板首先根据制备需求对其进切割，将其切割至所需规格后，再对其进行超声水浴清洗。

3.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S1步骤中，在晾干过程中，首先使得干棉布对其表面的水进行擦拭，然后利用风能加快其晾干效果。

4.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S1步骤中，待加工基板的材质包括玻璃、半导体材料或柔性材料中的任意一种，所述玻璃包括k9玻璃；所述半导体材料包括硅、锗；所述柔性材料包括PMMA。

5.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S2步骤中，金属薄膜包括金膜、银膜、铬膜、铜膜、铝膜等任意一种，且其厚度范围：10～60nm。

6.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S3步骤中，激光加工参数灵活可调，可调范围包括但不限于以下参数，波长：475～2600nm，重复频率：1～1000 MHz，脉冲宽度：35～1000fs，功率：1～20000mW。

7.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S3步骤中，每一个凹透镜单元用激光单次静态辐照获得，辐照时间由1～2000ms灵活可调。

8.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S3步骤中，激光会聚光学元件用物镜或者凸透镜，物镜的放大倍数：5×，10×，20×，50×，100×，凸透镜的工作距离：1～100mm。

9.根据权利要求1所述的一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法，其特征在于：所述S3步骤中，凹透镜阵列的二维周期可调，可调范围包括但不限于以下参数，1～5000μm。

2。