一种微棱镜加工方法及微棱镜与流程

本申请实施例涉及光学元件，具体涉及一种微棱镜加工方法及微棱镜。

背景技术：

1、微棱镜的使用从医用的内窥镜开始，扩展到光通信产业以及目前的手机棱镜等，需求逐年提高。微棱镜的表面和角度通过精确设计和加工，可以满足精准光路偏转的要求，并且，微棱镜表面具有高反射率，可以有效降低光信号损失，进一步地，微棱镜的尺寸小，可以使得应用微棱镜的设备在保持精准偏光的同时，维持相对紧凑的设备尺寸。

2、目前，使用冷加工方式对单个棱镜长条进行研磨加工以得到微棱镜，但是在现有技术中，对长方体形状的棱镜长条进行研磨需要借助靠体的支撑来实现，且为了保证微棱镜的精度和加工工艺的可行性，一般使用尺寸比较大的靠体，并在加工过程中将棱镜长条和靠体一起研磨，直至将棱镜长条研磨成直角微棱镜长条，这就导致微棱镜的加工效率低，从而限制了微棱镜的产量。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种微棱镜加工方法及微棱镜，用于实现微棱镜的批量加工，提高了微棱镜的加工效率。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种微棱镜加工方法，该方法包括：制作棱镜晶圆，其中，棱镜晶圆的一面为平面，另一面为具有沿第一方向排列的多个凹槽的结构面，多个凹槽沿第二方向贯穿棱镜晶圆以使任意两个凹槽之间形成棱镜凸起结构，第一方向与第二方向相互垂直，棱镜凸起结构的高度小于棱镜晶圆的高度；将棱镜晶圆的结构面固定于一支撑件；研磨棱镜晶圆的平面，直至棱镜晶圆的高度小于或等于棱镜凸起结构的高度，得到多条棱镜长条；对多条棱镜长条进行切割，得到多个微棱镜。

3、在一种可选的方式中，凹槽的横截面为倒三角形，棱镜凸起结构的横截面为三角形。

4、在一种可选的方式中，凹槽的横截面为倒梯形，棱镜凸起结构的横截面为梯形。

5、在一种可选的方式中，棱镜晶圆沿第一方向的两端延伸设置有光学支撑平板结构，其中，光学支撑平板结构的高度等于棱镜晶圆的高度，光学支撑平板结构包括与平面位于同一侧的第一面和与结构面位于同一面的第二面；将棱镜晶圆的结构面固定于一支撑件，包括：将棱镜晶圆的结构面和其两端的光学支撑平板结构的第二面共同固定于支撑件；研磨棱镜晶圆的平面，包括：研磨棱镜晶圆的平面和光学支撑平板结构的第一面。

6、在一种可选的方式中，制作棱镜晶圆之后，该方法还包括：使用粘合剂将棱镜晶圆的结构面粘贴至一玻璃平板；将棱镜晶圆的结构面固定于一支撑件，包括：将玻璃平板背离棱镜晶圆的结构面的一面固定于支撑件。

7、在一种可选的方式中，使用粘合剂将棱镜晶圆的结构面粘贴至一玻璃平板之后，该方法还包括：在多个凹槽中填充低温蜡。

8、在一种可选的方式中，对多条棱镜长条进行切割，得到多个微棱镜，包括：设置微棱镜宽度，以及切割机的第一跳刀距离和第二跳刀距离；将多条棱镜长条放置在切割机上，并将切割机的刀片置于多条棱镜长条的起始端，且与任意两条棱镜长条之间的缝隙平行；启动切割机以第一跳刀距离沿第一方向对多条棱镜长条和玻璃平板进行切割；控制切割机的刀片沿第一方向的反方向移动微棱镜宽度，或者，控制切割机的刀片返回至起始端后移动微棱镜宽度，启动切割机以第一跳刀距离对多条棱镜长条和玻璃平板进行切割；旋转切割机的刀片以使切割机的刀片与切割后的多条棱镜长条垂直；启动切割机以第二跳刀距离对多条棱镜长条和玻璃平板进行切割，将切割后的棱镜长条和玻璃平板进行分离，得到多个微棱镜。在一种可选的方式中，将切割机的刀片移动微棱镜宽度，启动切割机以第一跳刀距离对棱镜长条和玻璃平板进行切割之后，该方法还包括：重复执行控制切割机的刀片沿第一方向的反方向移动微棱镜宽度，或者，控制切割机的刀片返回至起始端后移动微棱镜宽度，启动切割机以第一跳刀距离对多条棱镜长条和玻璃平板进行切割的步骤。

9、在一种可选的方式中，若凹槽的横截面为倒三角形，棱镜凸起结构的横截面为三角形，第一跳刀距离等于l1，其中，l1为三角形的底边长度；若凹槽的横截面为倒梯形，棱镜凸起结构的横截面为梯形，第一跳刀距离等于l2+l3，其中l2为梯形的长底边长度，l3为倒梯形的短底边长度。

10、根据本申请实施例的另一方面，提供了一种微棱镜，该微棱镜使用上述实施例提供的微棱镜加工方法进行加工得到。

11、本申请实施例通过制作一面为平面，另一面为具有多个凹槽以及任意两个凹槽之间形成的微棱镜凸起结构的结构面的棱镜晶圆，并通过将结构面固定于一支撑件，以对棱镜晶圆的平面进行研磨，直至棱镜晶圆的高度等于棱镜凸起结构的高度，得到多条棱镜长条，最终通过切割多条棱镜长条得到多个微棱镜。通过这种方式，对棱镜晶圆的一个面进行加工即可得到多个微棱镜，不仅缩短了加工流程，提高了微棱镜的加工效率，而且可以实现微棱镜的批量加工，显著地提高了微棱镜的产量。

12、上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种微棱镜加工方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽的横截面为倒三角形，所述棱镜凸起结构的横截面为三角形。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽的横截面为倒梯形，所述棱镜凸起结构的横截面为梯形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棱镜晶圆沿所述第一方向的两端延伸设置有光学支撑平板结构，其中，所述光学支撑平板结构的高度等于所述棱镜晶圆的高度，所述光学支撑平板结构包括与所述平面位于同一侧的第一面和与所述结构面位于同一面的第二面；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作棱镜晶圆之后，所述方法还包括：使用粘合剂将所述棱镜晶圆的结构面粘贴至一玻璃平板；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述使用粘合剂将所述棱镜晶圆的结构面粘贴至一玻璃平板之后，所述方法还包括：在多个所述凹槽中填充低温蜡。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对多条所述棱镜长条进行切割，得到多个微棱镜，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述切割机的刀片移动所述微棱镜宽度，启动所述切割机以所述第一跳刀距离对所述棱镜长条和所述玻璃平板进行切割之后，所述方法还包括：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述凹槽的横截面为倒三角形，所述棱镜凸起结构的横截面为三角形，所述第一跳刀距离等于l1，其中，l1为所述三角形的底边长度；

10.一种微棱镜，其特征在于，所述微棱镜使用权利要求1-9中任一项所述的微棱镜加工方法进行加工得到。

技术总结
本申请涉及光学元件技术领域，公开了一种微棱镜加工方法及微棱镜，该方法包括：制作棱镜晶圆，其中，棱镜晶圆的一面为平面，另一面为具有沿第一方向排列的多个凹槽的结构面，多个凹槽沿第二方向贯穿棱镜晶圆以使任意两个凹槽之间形成棱镜凸起结构，第一方向与第二方向相互垂直，棱镜凸起结构的高度小于棱镜晶圆的高度；将棱镜晶圆的结构面固定于一支撑件；研磨棱镜晶圆的平面，直至棱镜晶圆的高度小于或等于棱镜凸起结构的高度，得到多条棱镜长条；对多条棱镜长条进行切割，得到多个微棱镜。通过上述方式，本申请实现了微棱镜的批量加工，提高了微棱镜的加工效率。

技术研发人员：田勇,王建军,张严
受保护的技术使用者：炬光（东莞）微光学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15