[发明专利]一种非球面微透镜阵列制作装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微透镜阵列制作装置，特别涉及能够改变透镜面形并实时检测透镜光学参数的微透镜阵列制作装置。

背景技术

微透镜是微光学领域的重要器件之一，微透镜及其阵列器件在光束整形、光束耦合、复眼透镜、集成成像等领域有广泛的应用。

目前常见的微透镜制作方法主要有金刚石切削法、光刻胶热熔成型法、模压成型法、喷墨印刷式技术等。金刚石切削法是用机械加工的方法切削玻璃得到透镜折射面，该方法得到的透镜表面光洁度不高，且成本较高，工艺重复性较差。光刻胶热熔成型法是用光刻的方法获得块状的光刻胶，然后加热使光刻胶熔化自然形成透镜面形，该方法工艺复杂，成本很高，只能制作尺度很小的透镜，而且透镜面形是自然形成的球面。众所周知，球面透镜具有不可消除的球差，其成像性能较差。模压成型法是将液体倒入模具中，用加热或紫外固化的方法使液体固化得到透镜，透镜的形状取决于模具的形状和质量，该方法对模具的要求较高，而模具的加工困难，成本很高，而且容易磨损，使用多次后模具即报废。

喷墨印刷式技术是用类似于喷墨打印机的喷墨技术，将液滴喷出并弹落于基体上，自然形成透镜面形，用加热或紫外照射的方法使液滴固化得到固体透镜。例如中国专利号CN200510083332.1，公开日2006年01月18日，名称为“微透镜的制造方法以及微透镜的制造装置”的专利，该发明涉及一种微透镜的制造方法，是将含有微透镜的构成材料的液滴从液滴喷头喷出并弹落于基体上，在从喷出所述液滴后直到刚刚弹落后期间，至少向所述液滴照射一次紫外线。另外，该发明的微透镜的制造装置具有：喷出含有微透镜的构成材料的液滴喷头、载置需要形成微透镜的基体的工作台、和对从所述液滴喷头朝向所述基体飞行中的所述液滴或在所述基体上弹落后的所述液滴照射紫外线的紫外线照射机构。该发明所设计的微透镜制作方法就属于喷墨印刷式技术。

该发明的不足之处在于：所制作的透镜形状是液滴由表面张力作用自然形成的面形，为球面，具有不可消除的球差，成像性能较差；不能根据需要操控所制作的透镜的面形；而且在透镜制作过程中不能实时检测透镜的面形和光学性能。

发明内容

为了解决现有微透镜及其阵列器件制作时无法操控透镜面形，无法实时检测所制作透镜面形和光学性能的问题，本发明提供一种工艺简单、重复性高、制造成本低的非球面微透镜阵列制作装置。

实现上述目的的结构设计方案是这样的：

一种非球面微透镜阵列制作装置包括主体支架9、注射器19、上电极11、横向检测光路、纵向检测光路、环形紫外光源8和整体式二维平移台4；

所述主体支架9下部为工作台状，工作台中部向上为门字形垂直立臂，垂直立臂上端设有一悬臂；

垂直立臂一侧的主体支架9的工作台上设有注射器横向平移台21，注射器横向平移台21上垂直设有注射器纵向平移台20，注射器19通过注射器支架18设于注射器纵向平移台20上；注射器19下方的主体支架9上设有盛液盒22；

盛液盒22一侧的主体支架9下部通过白光光源支架24设有白光光源23，且白光光源23与样品台6对应；主体支架9另一侧下部通过反光镜支架29设有反光镜5，反光镜5的下方对应设有低像差镜头2，低像差镜头2连接着面形检测摄像头1；所述横向检测光路由所述的白光光源23、反光镜5、低像差镜头2和面形检测摄像头1组成；

所述主体支架9的悬臂端部连接着一维调整台17，一维调整台17上设有长工作距离物镜14，长工作距离物镜14连接着观察摄像头16，观察摄像头16一侧设有半导体激光器13；

长工作距离物镜14下方设有上电极11，上电极11通过上电极支架12设于上电极纵向平移台15上，上电极纵向平移台15立设于上电极横向平移台10上，上电极横向平移台10设于主体支架9的门字形垂直立臂中部工作台面上；

与上电极11对应，整体式二维平移台4下方设有连续变倍镜头25，连续变倍镜头25连接着焦斑检测摄像头28，连续变倍镜头25通过二维调整台26设于光斑寻找平移台27上，光斑寻找平移台27垂直设于主体支架9下部；所述纵向检测光路由所述的半导体激光器13、连续变倍镜头25和焦斑检测摄像头28组成；

悬臂下方通过平移台支架3设有整体式二维平移台4，整体式二维平移台4为回字形，其顶面设有样品台6，其中部上方设有环形紫外光源8。

所述样品台6和上电极11材料均为玻璃，样品台6下表面和上电极11上表面设有氧化铟锡镀层；样品台6接地，上电极11接0-5500V电压。