一种制备平面缩放倍率超分辨成像透镜的方法技术

一种制备平面缩放倍率超分辨成像透镜的方法，包括：在基片上制备圆形或正方形或长方形的平底凹槽；在基片上沉积一层银膜层，再在银膜层上涂布一层可固化的溶胶层，其中溶胶层在表面张力的作用下会在凹槽位置形成弧面，经加热或紫外光照射后溶胶层固化；依此类推，在基片上交替沉积银膜层和涂布、固化溶胶层，在凹槽位置得到由多层银膜层和溶胶层交替组成的多层弧面膜层，直到将凹槽填平，就得到了物面和像面均为平面的缩放倍率超分辨成像透镜。该平面缩放倍率超分辨成像透镜能够二维缩小或放大成像，可应用于超分辨缩小光刻或放大成像。这解决了当前平面缩放倍率超分辨成像透镜难以制作的难题，在成像和光刻领域拥有巨大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种缩放倍率超分辨成像透镜制备方法，尤其涉及一种制备平面缩放 倍率超分辨成像透镜的方法。
技术介绍
缩放倍率超分辨成像透镜具有广阔的应用前景，例如，应用于超分辨成像、SPP纳 米光刻等方面。缩放倍率超分辨成像透镜的制备方法，利用不同区域光刻胶的曝光剂量的不同使 曝光区域的结构图形达到所要求的形状，再通过刻蚀将图形转移到衬底上。可以。但其缺 点是该类型的缩放倍率超分辨成像透镜的物面和像面均为曲面，很难与投影光刻系统结合 起来；成像或光刻的有效面积很小，成像质量不高，难以满足实际应用的需要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有平面缩放倍率超分辨成像透镜制作的限制 之处，提供，该方法只需要使用常规的光刻、 镀膜和涂胶技术，就可以制备得到物面和像面均为平面的缩放倍率超分辨成像透镜，在缩 小光刻和放大成像方面拥有巨大的应用潜力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种制备平面缩放倍率超分辨成像 透镜的方法，其特征在于步骤如下(1)在基片上制备圆形或正方形或长方形的凹槽；所述基片材料为石英、玻璃、氮 化硅、硅、锗或有机聚合材料；所述凹槽垂直于基片表面方向的形状为圆形、正方形或长方 形，凹槽的底面为平面且与基片的表面平行，凹槽的直径或边长为200nm至lOOOOnm，凹槽 的深度为50nm至4000nm ；(2)在步骤1制备成的凹槽上沉积一层银膜层，所述银膜层的厚度为2nm至 IOOnm ；(3)采用旋涂的方法在沉积了一层银膜层的凹槽里涂布一层可固化的溶胶层，溶 胶层在表面张力的作用下会在凹槽里形成弧面，经加热或紫外光照射处理后溶胶层固化； 所述可固化的溶胶层的厚度为2nm至IOOnm ；(4)在所述凹槽里交替沉积银膜层和涂布、固化溶胶层，得到银层和溶胶层交替组 成的多层弧面膜层，直到将凹槽填平，即制备得到两面均为平面的缩放倍率超分辨成像透镜。所述步骤(1)中的有机聚合材料包括聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚氟苯乙烯。所述步骤(1)中的凹槽的数量为1个或多个。所述步骤O)中银膜的制备方法可以为溅射、蒸镀、化学气相沉积或化学液相沉 积。所述步骤(3)中溶胶包括SOG、PMMA、增粘剂或AR3170、AR7700等薄型光刻胶，各溶胶层的厚度及厚度分布由溶胶粘度、旋涂转速、凹槽弧面形状来共同决定。所述步 骤(4)中银层和溶胶层交替组成的多层弧面膜层的层数为5至200层；根 据消逝波垂直于银层表面传播的特性，利用多层弧面膜层的弧面结构可以实现光波的曲线 传播，从而达到缩放倍率超分辨成像功能。本专利技术与现有的方法相比的优点在于本专利技术可制备物面和像面均为平面的缩放 倍率超分辨成像透镜，超分辨成像透镜的缩放倍率的范围为0.1-10 ；为缩放倍率超分辨成 像透镜的制备提供了一种精确、新颖、方便、高效的加工途径；且工艺简单，易于实现。附图说明图为本专利技术方法的实现流程图；图1为本专利技术实施例1中，在石英衬底的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例1中，在石英衬底表面制备圆形凹槽后的剖面结构示意图；图3为本专利技术实施例1中，在基片表面沉积银膜后的剖面结构示意图；图4为本专利技术实施例1中，在基片表面旋涂PMMA后的剖面结构示意图；图5为本专利技术实施例1中，在基片表面沉积第二层银膜后的剖面结构示意图；图6为本专利技术实施例1中，在基片表面旋涂第二层PMMA后的剖面结构示意图；图7为本专利技术实施例1中，交替沉积银膜层和涂布、固化溶胶层，直到将凹槽填平， 得到的两面均为平面的缩放倍率超分辨成像透镜的剖面结构示意图；图中1代表衬底材料石英；2代表银膜；3代表PMMA。具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式详细介绍本专利技术。但以下的实施例仅限于解释本发 明，本专利技术的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例对领域的技术人 员即可以实现本专利技术权利要求的全部内容。实施例1，制作，其具体制作过程如下(1)在如图1所示的平整洁净的石英基片上制备1个圆形凹槽如图2所示，圆形 凹槽的底面为与基片表面平行的平面，圆形凹槽上底的直径为1微米、下底的直径为1微 米、深度为0.5微米。(2)如图3所示，在基片上用蒸镀的方法沉积一层银膜层，银膜层的厚度为15纳 米。(3)如图4所示，采用旋涂的方法在基片上涂布一层PMMA，PMMA层在表面张力的 作用下会在凹槽里形成弧面，经加热后PMMA固化；凹槽中溶胶层的厚度为15-50纳米，其中 根据表面能最小原理，PMMA层在凹槽中的厚度分布规律是凹槽中心区域薄，凹槽边缘区 域厚。(4)如图5、6、7所示，在凹槽里交替蒸镀21层银膜层和涂布、固化20层PMMA层， 将凹槽填平，就可以得到银层和PMMA层交替组成的多层弧面膜层组成的两面均为平面的 缩放倍率超分辨成像透镜。实施例2，制作，其具体制作过程如下(1)在平整洁净的石英基片上制备100*100成正交排列的圆形凹槽阵列；其中每一行或每一列中相邻两个圆形凹槽的中心间距为5微米；每个圆形凹槽的底面都为与基片 表面平行的平面，圆形凹槽上底的直径均为1. 5微米、下底的直径均为1. 5微米、深度为0. 6 微米。 (2)在基片上用蒸镀的方法沉积一层金膜层，金膜层的厚度为20纳米。(3)采用旋涂的方法在基片上涂布一层可固化的X溶胶层，X溶胶层在表面张力 的作用下会在凹槽里形成弧面，经紫外光照射后χ溶胶层固化；凹槽中χ溶胶层的厚度为 15-50纳米，其中根据表面能最小原理，X溶胶层在凹槽中的厚度分布规律是凹槽中心区 域薄，凹槽边缘区域厚。(4)在凹槽里交替蒸镀25层金膜层和涂布、固化24层X溶胶层，将凹槽填平，就可 以得到金层和X溶胶层交替组成的多层弧面膜层组成的两面均为平面的缩放倍率超分辨 成像透镜阵列。实施例3，制作，其具体制作过程如下(1)在平整洁净的K9玻璃基片上制备10*10成正交排列的正方形凹槽阵列；其中 每一行或每一列中相邻两个圆形凹槽的中心间距为3微米；每个正方形凹槽的底面都为与 基片表面平行的平面，正方形凹槽上底的边长为2微米、下底的边长为1. 5微米、深度为1 微米。(2)在基片上用磁控溅射的方法沉积一层银膜层，银膜层的厚度为20纳米。(3)采用旋涂的方法在基片上涂布一层SOG层，SOG层在表面张力的作用下会在凹 槽里形成弧面，加热后SOG转化为SiO2而固化；凹槽中SiO2层的厚度为15-50纳米，其中 根据表面能最小原理，SiO2层在凹槽中的厚度分布规律是凹槽中心区域薄，凹槽边缘区域厚。(4)在凹槽里交替溅射沉积31层银膜层和涂布、固化30层SOG层，将凹槽填平，就 可以得到银层和SiO2层交替组成的多层弧面膜层组成的两面均为平面的缩放倍率超分辨 成像透镜阵列。实施例4(1)在平整洁净的氮化硅基片上制备1个正方形凹槽正方形凹槽的底面为与基 片表面平行的平面，正方形凹槽上底的边长为1微米、下底的边长为1微米、深度为0. 5微米。(2)在基片上用蒸镀的方法沉积一层银膜层，银膜层的厚度为15纳米。(3)采用旋涂的方法在基片上涂布一层ΡΜΜΑ,ΡΜΜΑ层在表面张力的作用下会在凹 槽里形成弧面，经加热后PMMA固化；凹槽中PMMA层的厚度为10-50纳米，其中根据表面能 最小原理，PMMA层在凹槽中的厚度分布规律是凹槽中心区域薄，凹槽边缘区域厚。(4)在凹槽里本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备平面缩放倍率超分辨成像透镜的方法，其特征在于步骤如下：（１）在基片上制备圆形或正方形或长方形的凹槽；所述基片材料为石英、玻璃、氮化硅、硅、锗或有机聚合材料；所述凹槽垂直于基片表面方向的形状为圆形、正方形或长方形，凹槽的底面为平面且与基片的表面平行，凹槽的直径或边长为２００ｎｍ至１００００ｎｍ，凹槽的深度为５０ｎｍ至４０００ｎｍ；（２）在步骤１制备成的凹槽上沉积一层银膜层，所述银膜层的厚度为２ｎｍ至１００ｎｍ；（３）采用旋涂的方法在沉积了一层银膜层的凹槽里涂布一层可固化的溶胶层，溶胶层在表面张力的作用下会在凹槽里形成弧面，经加热或紫外光照射处理后溶胶层固化；所述可固化的溶胶层的厚度为２ｎｍ至１００ｎｍ；（４）在所述凹槽里交替沉积银膜层和涂布、固化溶胶层，得到银层和溶胶层交替组成的多层弧面膜层，直到将凹槽填平，即制备得到两面均为平面的缩放倍率超分辨成像透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯鹏，罗先刚，王长涛，刘玲，冯沁，赖之安，杨欢，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：90