基于SU-8光刻胶的微透镜及阵列的研究.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论暮于光釗肢的徵遣镜及眸列论文题目的研免違锐作者姓名同步辐射及应用学科专业拓超研究员到钊研免员导师姓名〇五年五月完成时间肀函科嗲技术大嗲硕士学位论文基于光刻胶的微透镜及阵列的研究作者姓名：边锐学科专业同步福射及应用导师姓名：田扬超研究员刘刚研宄员完成时间：二〇一五年五月五日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeTheResearchofMicrolensArraysbasedonSU

2、-8PhotoresistAuthor'sName:RuiBianSpeciality:ApplicationsofSynchrotronRadiationSupervisor:Prof.YangchaoTianProf.GangLiuFinishedtime:May5nd,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：■中国科学技术大学学

3、位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。□公开口保密年）作者签名：导师签名：签字日期碰签字日期：摘要摘要随着微光机电系统（的迅猛发展，人们对于光学元件的微型化的需求日益增加。而透镜作为光学系统中非常重要的元件，

4、透镜的微型化也成为研宄热点。近年来，有很多科研机构和高等院校在进行针对微透镜研制的工作，提出了许多种微透镜制作方法。其中，光刻胶热熔法成为很多科研人员的研究重点。本文基于深紫外光刻技术，提出一种新的光刻胶微透镜制作方法，利用负性光刻胶在热熔时产生曲面的方法来制作微透镜。本文主要开展了以下工作：调研了微透镜的制作方法，了解了微透镜制作方法的国内外研宄现状和进展。研宄胶光刻工艺，基于传统的光刻胶热熔法，提出一种新的利用光刻胶热熔制作微透镜的方法。对微透镜的成型机理进行了分析和讨论，从多个角度分析了各因素对微透镜的影响。对本文的微透镜制作方法进行优缺点的分析，分析了本方法

5、制作的微透镜的一致性和均匀性。基于本文提出的光刻胶微透镜制作方法，研宄了各种工艺参数对微透镜形貌的影响。针对不同的光刻胶厚度、微透镜宽度和后烘降温过程，进行了大量的实验。为了获得表面形貌和光学特性，利用三种测量手段来测量微透镜的相关数据，分别是台阶仪测量、光学显微镜和扫描电子显微镜测量和光学测量装置，通过台阶仪和显微镜可以获得微透镜的曲面和形貌，通过光学测量装置可以获得微透镜的光学特性。基于以上相关实验数据，分析各工艺参数对微透镜形貌及其光学性能的影响。针对光刻胶微结构的宽度、光刻胶厚度、后烘降温过程对光刻胶微透镜的影响进行了讨论和分析。通过两种方法计算和测得了微透

6、镜的焦距，对微透镜的光学特性进行了分析和评价。最后分析了本实验制作的微透镜的填充因子。通过以上数据和分析，我们得出本文制作的微透镜有以下优点：本文制作的微透镜具有超长的焦距，远远大于传统光刻胶热熔法制作的微透镜的焦距。本文的微透镜制作方法可靠性好，工艺宽容性好。本文制作的微透镜的填充因子很大，实验中的填充因子最大可达。对微透镜的成型机理进行了分析，并用进行了模拟仿真。模拟仿真结果较好地符合了实验结果，证明了微透镜的主要成型机理是利用热熔旳光刻胶受表面张力影响而形成所需曲面。通过软件仿真模拟，验证了对于微透镜成型机理的分析和假设。关键词：微透镜及其阵列光刻胶光刻表面张

7、力AbstractAbstractWiththedevelopmentofMOEMS(Micro-Optical-Electro-MechanicalSystem)，，，，：Abstractultra-long-focal-lengthmicrolensarrayscanbefabricatedbythismethod.2.Thismethodhasgoodreliabilityandlargeprocesstolerance.3.Thefillfactorisverylargeandthelargestfillfactorinexperimentcanbeup