基于飞秒激光化学腐蚀结合精密模压法制备硫系玻璃微透镜阵列 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
研究进展
首页 > 研究进展
基于飞秒激光化学腐蚀结合精密模压法制备硫系玻璃微透镜阵列
作者: irglass 时间: 2023-04-12 浏览:1,488 次

       近日,我室研究生李娆(第一作者)和张培晴研究员(通讯作者)在Ceramics International期刊上发表了题为“Fabrication of chalcogenide microlens arrays by femtosecond laser writing and precision molding”的论文(2023, 49: 15865-15873. IF = 4.527)。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.01.181

       微透镜阵列(microlens array,MLA)是最基本的成像和聚焦器件之一,在微光学的小型化、轻量化、阵列化和集成化发展中发挥着重要作用。特别是在红外探测器领域,MLAs的使用使得入射在探测器死区的光能重新汇聚到光敏表面,从而增加有效填充因子并提高探测距离和灵敏度。

       本文采用飞秒激光辅助化学腐蚀方法,结合精密模压工艺制备出高品质、形状均匀的硫系玻璃MLAs(图1所示)。首先,利用飞秒激光辅助化学腐蚀方法在石英玻璃表面制备了凹形MLA,将其作为精密模压的模具(图2所示)。然后,利用精密模压将模具微结构复制到硫系玻璃表面(图3所示)。这种方法可快速制备具有形貌均匀和成像良好的大规模MLAs(图4所示)。这为红外微透镜的制备提供了一种新的途径。

图1 制备过程示意图:(a)飞秒激光辐射在石英玻璃表面;(b)HF蚀刻得到的石英玻璃模具;(c)As2Se3玻璃与模具模压成型得MLAs;(d)成型后得到的硫系玻璃MLAs

图2 石英玻璃的(a)矩形MLA的显微镜图和(b)六角形MLA的显微镜图

图3(a,b)矩形和六边形硫系玻璃 MLAs的显微镜图像

图4(a,d)MLA的聚焦特性;(b,e)MLA的归一化光强分布特性;(c,f)MLA的红外成像特性