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    超表面光學器件的制備工藝制造技術
    
                            
    技術編號：44307543 閱讀：4 留言：0更新日期：2025-02-18 20:23
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術提供一種超表面光學器件的制備工藝，包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：在所述受光面整面形成第一光刻膠層；對第一光刻膠層進行曝光顯影，使與待成型的光學膜對應的預設區域處的受光面向外裸露；在受光面的所述預設區域處鍍與待成型的光學膜對應的材料形成光學膜；去除所述第一光刻膠層；通過在同一襯底上設置具有多種材料的超表面，超表面結構設計自由度高，且使超表面的工作波段更寬，能夠實現不同的預設功能，能夠實現大面積、跨尺度的超表面光學器件的加工。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及光學成像，尤其涉及一種超表面光學器件的制備工藝。

    技術介紹
    1、超表面光學器件是由在二維平面上高自由度、非周期性、排列密集的亞波長單元結構組成。超表面光學器件在光學設計領域應用比較廣泛，通過超表面設計可以實現透鏡、偏振器件、光計算、激光雷達等等，超表面光學器件幾乎可以取代所有現有的光學器件。
    2、但是，在光學波段(從紫外、可見光到紅外光波段)的超表面光學器件對成型超表面的微納加工工藝提出了很多極端的參數要求。比如，在光頻段，亞波長單元結構要求極小尺度(如在可見光波段，亞波長單元結構尺寸要求為l5～400nm)；在平面內調控亞波長單元結構尺寸實現光場調控，需要極高精度(如可見光波段16階相位需要大約5nm調控精度)；為了實現足夠高的工作效率，亞波長單元結構一般由難加工的高折射率的電介質材料構成，如tio2、gan、si3n4、hfo2、si等；為了實現多功能集成，如單片寬帶消色差透鏡等，需要極高深寬比的電介質材料的加工；為了實現大面積的超構表面元件加工，需要跨尺度(納米到米)、高效率(tb數據量)、低成本的加工方法。而單一材料的超表面具有工作波段窄、設計自由度小、深寬比大難以加工等缺陷，即，在采用單一材料制備超表面光學器件時，在較寬工作波段的設計中因超表面中的亞波長單元結構尺寸跨度太大，深寬比設計過大等，現實制備工藝無法滿足加工，即無法制備形成滿足要求的超表面光學器件。

    技術實現思路
    1、本專利技術的目的在于提供一種多材料的超表面光學器件的制備工藝。
    2、為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下技術方案：一種超表面光學器件的制備工藝，包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：
    3、在所述受光面整面形成第一光刻膠層；
    4、對第一光刻膠層進行曝光顯影，使與待成型的光學膜對應的預設區域處的受光面向外裸露；
    5、在受光面的所述預設區域處鍍與待成型的光學膜對應的材料形成光學膜；
    6、去除所述第一光刻膠層。
    7、為實現上述專利技術目的，本專利技術還提供一種超表面光學器件的制備工藝，包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：
    8、在所述受光面整面鍍與待成型的光學膜對應的材料形成初始膜層；
    9、在所述初始膜層整面形成第二光刻膠層；
    10、對所述第二光刻膠層進行曝光顯影，使所述初始膜層上除與待成型的光學膜對應的區域以外的其他區域向外裸露；
    11、蝕刻去除所述其他區域處的初始膜層；
    12、去除所述第二光刻膠層。
    13、為實現上述專利技術目的，本專利技術還提供一種超表面光學器件的制備工藝，包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，所述光學膜成型工藝包括第一光學膜成型工藝、第二光學膜成型工藝，至少兩個光學膜中的部分光學膜由第一光學膜成型工藝制備，另一部分光學膜由第二光學膜成型工藝制備，其中，第一光學膜成型工藝包括如下步驟：
    14、在所述受光面整面形成第一光刻膠層；
    15、對第一光刻膠層進行曝光顯影，使與待成型的光學膜對應的預設區域處的受光面向外裸露；
    16、在受光面的所述預設區域處鍍與待成型的光學膜對應的材料形成光學膜；
    17、去除所述第一光刻膠層；
    18、第二光學膜成型工藝包括如下步驟：
    19、在所述受光面整面鍍與待成型的光學膜對應的材料形成初始膜層；
    20、在所述初始膜層整面形成第二光刻膠層；
    21、對所述第二光刻膠層進行曝光顯影，使所述初始膜層上除與待成型的光學膜對應的區域以外的其他區域向外裸露；
    22、蝕刻去除所述其他區域處的初始膜層；
    23、去除所述第二光刻膠層。
    24、作為本專利技術進一步改進的技術方案，在所述受光面成型光學膜后，所述制備工藝還包括圖案化所述光學膜層形成超表面的超表面成型工藝。
    25、作為本專利技術進一步改進的技術方案，所述超表面成型工藝包括：
    26、在所述光學膜層的整面形成第三光刻膠層；
    27、對第三光刻膠層進行曝光顯影形成圖案化的第三光刻膠層，其中，所述第三光刻膠層中的圖案與超表面圖案相同；
    28、以圖案化的第三光刻膠層作為蝕刻掩膜，對所述光學膜層進行刻蝕，將超表面圖案復制到所述光學膜層上；
    29、去除第三光刻膠層。
    30、作為本專利技術進一步改進的技術方案，所述超表面成型工藝包括：
    31、在所述光學膜層的整面形成第三光刻膠層；
    32、對第三光刻膠層進行曝光顯影形成圖案化的第三光刻膠層，其中，所述第三光刻膠層中的圖案與超表面圖案相反；
    33、對所述圖案化的第三光刻膠層進行鍍膜，形成第一掩膜層；
    34、去除第三光刻膠層以及位于所述第三光刻膠層表面的第一掩膜層，獲得圖案化的第一超表面掩膜；
    35、以圖案化的第一超表面掩膜對所述光學膜層進行刻蝕，將超表面圖案復制到所述光學膜層上；
    36、去除第一超表面掩膜。
    37、作為本專利技術進一步改進的技術方案，“圖案化所述光學膜層”為：依次圖案化每一光學膜。
    38、作為本專利技術進一步改進的技術方案，圖案化每一光學膜包括如下步驟：
    39、在所述光學膜層的整面形成第三光刻膠層；
    40、對第三光刻膠層進行曝光顯影形成圖案化的第三光刻膠層，其中，所述第三光刻膠層的圖案與待圖案化的光學膜對應的超表面圖案相同，所述第三光刻膠層覆蓋除待圖案化的光學膜以外的其他光學膜；
    41、以圖案化的第三光刻膠層為蝕刻掩膜，對待圖案化的光學膜進行刻蝕，將與待圖案化的光學膜對應的超表面圖案復制到待圖案化的光學膜上；
    42、去除第三光刻膠層。
    43、作為本專利技術進一步改進的技術方案，圖案化每一光學膜包括如下步驟：
    44、在所述光學膜層的整面形成第三光刻膠層；
    45、對第三光刻膠層進行曝光顯影形成圖案化的第三光刻膠層，其中，所述第三光刻膠層的圖案與待圖案化的光學膜對應的超表面圖案相反，且除待圖案化的光學膜以外的其他光學膜自所述第三光刻膠層向外裸露；
    46、對圖案化的第三光刻膠層進行鍍膜，形成第二掩膜層；
    47、去除第三光刻膠層以及位于所述第三光刻膠層表面的第二掩膜層，獲得圖案化的第二超表面掩膜；
    48、以圖案化的第二超表面掩膜對待圖案化的光學膜進行刻蝕，將與待圖案化的光學膜對應的超表面圖案復制到所述光學膜上；
    49、去除第二超表面掩膜。
    50、作為本專利技術進一步改進的技術方案，所述超表面成型工藝包括第一超表面成型本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：
    2.一種超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：
    3.一種超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，所述光學膜成型工藝包括第一光學膜成型工藝、第二光學膜成型工藝，至少兩個光學膜中的部分光學膜由第一光學膜成型工藝制備，另一部分光學膜由第二光學膜成型工藝制備，其中，第一光學膜成型工藝包括如下步驟：
    4.如權利要求1～3中任意一項所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：在所述受光面成型光學膜后，所述制備工藝還包括圖案化所述光學膜層形成超表面的超表面成型工藝。
    5.如權利要求4所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述超表面成型工藝包括：
    6.如權利要求4所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述超表面成型工藝包括：
    7.如權利要求4所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：“圖案化所述光學膜層”為：依次圖案化每一光學膜。
    8.如權利要求7所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：圖案化每一光學膜包括如下步驟：
    9.如權利要求7所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：圖案化每一光學膜包括如下步驟：
    10.如權利要求7所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述超表面成型工藝包括第一超表面成型工藝、第二超表面成型工藝，部分所述光學膜采用第一超表面成型工藝成型超表面，另一部分所述光學膜采用第二超表面成型工藝成型所述超表面；所述第一超表面成型工藝中的圖案化每一光學膜包括如下步驟
    11.如權利要求9所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：在去除第二超表面掩膜后，圖案化每一光學膜還包括如下步驟：在圖案化的光學膜上填充保護材料形成保護層，所述保護層的厚度大于所述圖案化的光學膜的厚度。
    12.如權利要求11所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述保護材料的光折射率小于1.5。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：
    2.一種超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，每一所述光學膜的光學膜成型工藝包括：
    3.一種超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括在襯底的受光面成型具有并列排布于所述受光面的至少兩個材料不同的光學膜的光學膜層的光學膜成型工藝，所述光學膜成型工藝包括第一光學膜成型工藝、第二光學膜成型工藝，至少兩個光學膜中的部分光學膜由第一光學膜成型工藝制備，另一部分光學膜由第二光學膜成型工藝制備，其中，第一光學膜成型工藝包括如下步驟：
    4.如權利要求1～3中任意一項所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：在所述受光面成型光學膜后，所述制備工藝還包括圖案化所述光學膜層形成超表面的超表面成型工藝。
    5.如權利要求4所述的超表面光學器件的制備工藝，其特征在于：所述超表面成型工藝包括：
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：吳賢豐，延宇豪，邱山峰，孫磊，
    
        申請(專利權)人：蘇州山河光電科技有限公司，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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