專利名稱：自聚焦透鏡玻璃陣列的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自聚焦透鏡玻璃陣列的結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種自聚焦透鏡玻璃，其尤指一種自聚焦透鏡玻璃陣 列的結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)：
目前，眾所周知，傳統(tǒng)光學(xué)元器件的尺寸大小一般都比較大，通常都 在毫米量級以上，例如采用玻璃冷加工技術(shù)制作的透鏡、棱鏡，由于 工藝的限制，直徑都在l毫米以上，制作直徑更小的(如微米)透鏡，這 種工藝一般都是不可能的。為了制作微型透鏡，就不能采用傳統(tǒng)的機(jī)械 加工方法，而必須采用新發(fā)展起來的光學(xué)微加工方法。1969年，日本的
北野一郎等人，采用離子交換工藝制作出一種新型透鏡-一徑向變折射率 透鏡(即自聚焦透鏡)，自聚焦透鏡的出現(xiàn)，是高科技高速發(fā)展的必然， 是發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力的急需。由于自聚焦透鏡具有短焦距、大數(shù)值孔徑、 小尺寸、高分辨率和使用方便等特點(diǎn)，光信息傳輸、光信息處理、光纖 傳感和光計算技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。而且極大地促進(jìn)了微工程，特別是為
小光學(xué)的迅猛發(fā)展。微小光學(xué)(Micro-Optics)—詞是在1983年由日本電 氣公司的內(nèi)田禎二先生首先提出，他是隨著為工程特別是光纖通信的迅 猛發(fā)展對微小光學(xué)器件有巨大要求的背景下發(fā)展起來的。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是光信息技術(shù)的發(fā)展，要求充分發(fā)揮光信 息的并行性這一重要特點(diǎn)，就需要采用密集、規(guī)則排列的、光學(xué)性能均
勻的微透鏡陣列，于是，光學(xué)元器件的微小化、陣列化、集成化就成為 微小光學(xué)器件發(fā)展的重要方向和當(dāng)今高科技的重要發(fā)展前沿。自聚焦平 面微透鏡陣列的研制成功，使變折射率透鏡從分立原件發(fā)展到面陣列組 件，促進(jìn)了微光學(xué)器件、波導(dǎo)器件、集成光子學(xué)器件的陣列化、微型化 和輕量化。由于自聚焦平面為透鏡陣列本身具有小型、陣列、變折和掩 埋(透鏡未于基片內(nèi)部)等特點(diǎn)，就體現(xiàn)了集成光學(xué)和微小光學(xué)等多學(xué)科 交叉的特點(diǎn)。
微透鏡陣列的研制和應(yīng)用，最早可以追溯到上世紀(jì)初李普曼提出的貓 眼透鏡板集成照相術(shù)，這是采用機(jī)械雕刻技術(shù)制成的，尺寸在毫米量級，
但是小尺寸人工雕刻是十分困難的。1980年，為了研制網(wǎng)格高速攝影機(jī) 結(jié)構(gòu)中柱狀透鏡陣列，有人曾想采用直徑0.5mm的自聚焦透鏡，通過機(jī) 械排列方法而構(gòu)成透鏡陣列，該方法雖可做出微透鏡陣列，但透鏡陣列 的排列精度不高，排列工藝也很困難，而且光學(xué)均勻性也難得到保證。
微透鏡陣列的發(fā)展,主要是在20世紀(jì)80年代，在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上， 光學(xué)微加工技術(shù)有了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一系列制作微透鏡陣列的新工藝。 按照成像原理不同，微透鏡陣列可分為折射型和衍射型兩大類。折射型 微透鏡陣列制作的主要工藝有光刻離子交換工藝、光敏熱處理工藝、 光刻熱成型工藝、離子束刻蝕等。衍射性微透鏡陣列主要有菲涅爾透鏡、 全息透鏡以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的二元光學(xué)等。
又，光纖通信己成為當(dāng)今信息社會不可缺少的神經(jīng)系統(tǒng)，光無源器件 是光纖通信設(shè)備的重要組成部分，也是光纖傳感和其它領(lǐng)域不可缺少的 光器件。在光纖通信向大容量、高速率發(fā)展的今天，光無源器件的重要
性將更加突出由于自聚焦透鏡有很好的聚光、準(zhǔn)直、成像等特性，因此 自聚焦透鏡是改善光無源器件性能的一個重要部分自聚焦透鏡的研制成 功大大促進(jìn)了對變折射率介質(zhì)的研究，不僅促進(jìn)了變折射率光學(xué)理論的 迅猛發(fā)展，而且基于自聚焦透鏡制作的多種微小光學(xué)器件在光纖通信、 光纖傳感和光信息等領(lǐng)域中對各學(xué)科的發(fā)展起了重要作用因此努力研 制、開發(fā)、改進(jìn)自聚焦透鏡的性能，了解自聚焦透鏡的應(yīng)用前景十分重 要所謂陣列透鏡就是在平板玻璃上均勻排列相同參數(shù)的很多小光學(xué)透 鏡，使得投射到平板玻璃上的光束均勻。
再者，膠合技術(shù)雖然起源甚早，但膠合劑及膠合技術(shù)系統(tǒng)性的研究開 發(fā)，卻是近幾十年的事。在先進(jìn)國家中，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)上的膠合技術(shù)開發(fā)， 如汽車結(jié)構(gòu)，建筑、橋梁等，也不過是近二、三十年的事。然而相較于 傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，不論在成本、人力、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)環(huán)境等方面，膠 合技術(shù)都具有較佳的條件。膠合的步驟是包含潤濕當(dāng)一液滴與固體表 面接觸后，接觸面自動增大的過程，稱作潤濕，主要是由表面張力作用 所引起的。液滴和固體表面的接觸角越小，潤濕的情況越佳。以及黏接-膠合劑對被膠合物的潤濕只是膠合的前提，必須形成黏接力才能達(dá)到膠 合的目的。黏接力是膠合劑與被黏物在界面上的作用力或結(jié)合力，其中 包括機(jī)械結(jié)合力、分子力及化學(xué)鍵結(jié)力。
然而，目前使用自聚焦透鏡陣列的填充系數(shù)大約在0.7左右，填充
系數(shù)是自聚焦透鏡陣列的有效通過面積與透鏡陣列本身面積的比，填充
系數(shù)愈趨近于1最好，有鑒于此，本創(chuàng)作是根據(jù)上述的事項利用膠合技 術(shù)以解決已知自聚焦透鏡陣列光學(xué)性的問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的主要目的是提供一種自聚焦透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，其為使 用于數(shù)個聚焦透鏡，其形狀是四邊形或多邊形，于彼此之間靠光學(xué)表面 自身的物理性能進(jìn)行連接(這種連接方式稱為光膠)做為固定，并排列 成陣列圖案，實現(xiàn)了些該聚焦透鏡之間無縫連接，并使填充系數(shù)大于
0.9，使得光學(xué)性佳優(yōu)越。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案是使用 光膠合技術(shù)，以使多個聚焦透鏡彼此連接時產(chǎn)生無縫連接，使用四邊形 或多邊形的聚膠玻璃透鏡以排列成陣列。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)由于使用光膠合技 術(shù)，并使用四邊形或多邊形的聚焦透鏡以排列成自聚膠透鏡陣列，使該 些個聚焦透鏡陣列的填充系數(shù)大于0. 9，大大提高其光學(xué)性能。

圖1其為本實用新型的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2其為本實用新型的另一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
10 聚焦透鏡玻璃陣列 12 保護(hù)玻璃 20 聚焦透鏡
22 光膠
30 聚焦透鏡玻璃陣列 40 聚焦透鏡 42 光膠具體實施方式
由于傳統(tǒng)技術(shù)的自聚焦透鏡玻璃陣列是使用單個圓形聚焦透鏡排 列，并于每個透鏡之間使用膠進(jìn)行連接，從而實現(xiàn)自聚焦透鏡玻璃陣列， 其填充系數(shù)大約只在0.7左右，造成光學(xué)性能差，本實用新型是提高其 填充系數(shù)以提升其光學(xué)性能。
首先，請參閱圖1 ，其為本實用新型的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 如圖所示，本實用新型的聚焦透鏡玻璃陣列10包含聚焦透鏡20成份其 重量配比包含30-45呢的Si02， 0-6%的1(20， 5-12%的NA20， 6-12%的ZnO， 32-46%的1120, 2-10%的8203， 0-5%的Nb205，其結(jié)構(gòu)是包含該些自聚焦 透鏡20之間是使用光膠22以作為固定，本實施例是使用四邊形以作為 一說明，由于使用四邊形于排列時，采用光膠工藝形成自聚焦透鏡陣列 10，于該自聚焦陣列10的上方設(shè)置一保護(hù)玻璃12，以作為保護(hù)該自聚 焦陣列IO之用。本實用新型是使用光膠合技術(shù)以連接每個聚焦透鏡20， 并由于每個聚焦透鏡20的鄰邊皆可互相接觸，使得自聚焦透鏡陣列10 的填充系數(shù)是大于0.9，其光學(xué)性能非常優(yōu)越。請參閱圖二，其為本實用新型的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖 所示，本實施例的聚焦透鏡陣列30與上一個實施例的聚焦透鏡陣列10 的不同是本實施例的聚焦透鏡陣列30使用不同形狀的聚焦透鏡40，其 結(jié)構(gòu)是包含該些個聚焦透鏡40之間是使用光膠42以作為固定，本實施 例的聚焦透鏡40是使用六邊形以作為排列時，所有鄰邊皆可接觸，以實 施無縫連接的本實用新型的精神。
綜上所述，本實用新型的精神在于使用每個聚焦透鏡每鄰邊皆可彼 此接觸，可四邊形或多邊形皆可，藉此提高其填充系數(shù)以趨近于1，使 得光的有效通過面積可以提高，增加自聚焦透鏡陣列的光學(xué)性。
權(quán)利要求1.一種自聚焦透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，是包含多個聚焦透鏡，該些個聚焦透鏡 的重量配比包含30-45％的SiO2，0-6％的K2O，5-12％的NA2O，6-12％ 的ZnO，32-46％的Tl2O，2-10％的B2O3，0-5％的Nb2O5，其特征在于 該些個聚焦透鏡之間是采用光膠合技術(shù)以作為固定，并排列成陣列， 該些個透鏡是為四邊形或多邊形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，特征在于該透鏡陣 列的外面設(shè)置四塊保護(hù)玻璃。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，特征在于該自聚焦透鏡的填充系數(shù)大于0.9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，特征在于采用光膠合技術(shù)實現(xiàn)單個透鏡之間的連接。
專利摘要一種自聚焦透鏡玻璃陣列之結(jié)構(gòu)，其是使用于多個聚焦透鏡，該些個聚焦透鏡之重量配比包含30-45％的SiO₂，0-6％的K₂O，5-12％的NA₂O，6-12％的ZnO，32-46％的Tl₂O，2-10％的B₂O₃，0-5％的Nb₂O₅，其性狀是為四邊形或多邊形，于彼此之間設(shè)置一中間膠膜做為固定，并排列成陣列圖案，實現(xiàn)了些該聚焦透鏡之間無縫連接，并使填充系數(shù)大于0.9，使得光學(xué)性佳優(yōu)越。
文檔編號G02B3/00GK201194029SQ200820111398
公開日2009年2月11日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者倪振東, 強(qiáng)西林, 徐秋霜, 陳松明 申請人:徐秋霜