一种利用数字掩模制作曲面微透镜阵列的方法

摘要

本发明公开了一种利用数字掩模制作曲面微透镜阵列的方法，首先将曲面微透镜阵列拆分为曲面体和微透镜阵列两个独立部分，再将其沿z轴方向投影，并结合空间光调制器的像素分布以及灰度级数将两个投影分别映射为两个数字掩模，再通过投影光刻系统将这两个数字掩模投影在涂覆光刻胶的基底的同一位置进行曝光制作。本发明所述的方法成本低、周期短，突破了单一数字掩模投影光刻制作时纵向深度梯度受限于空间光调制器的灰度级数的难题，使光刻胶接收到的曝光剂量调制级数扩大两倍；避免了在有掩模投影光刻中掩模与基底相对运动过程中的对准误差。

主权项

一种利用数字掩模制作曲面微透镜阵列的方法，其特征在于方法步骤如下：（1）曲面微透镜阵列在直角坐标系（x, y, z）中可表示为关于x, y, z的体函数F(x, y, z)，将该体函数拆分为曲面体F₁(x, y, z)和微透镜阵列F₂(x, y, z)两部分；（2）再将待制作的曲面体F₁(x, y, z)和微透镜阵列F₂(x, y, z)分别沿z轴方向进行投影，投影运算即是F₁(x, y, z)和F₂(x, y, z)分别沿z轴方向的定域积分；投影得到的两个关于x, y的函数P₁(x, y)和P₂(x, y)分别是曲面体和微透镜阵列的投影函数；（3）结合空间光调制器的像素分布及数字掩模投影系统的单像素制作尺寸分别对这两个投影函数进行离散采样，同时结合空间光调制器的曝光剂量调制曲线和光刻胶响应曲线把离散化的两个投影函数映射为两个独立的灰度数字掩模M₁(i, j)和M₂(i, j)；（4）然后通过计算机控制空间光调制器分别按预先设定好的曝光时间投影这两个数字掩模在涂覆光刻胶的基底上进行曝光；（5）显影定影等工艺后便可在平面基底上得到光刻胶曲面微透镜阵列，再用化学性能稳定的聚合物对光刻胶图形进行复制，便可得到性能稳定的曲面微透镜阵列。