Próby wytwarzania soczewek Fresnela metodą wytłaczania na gorąco w szkłach tlenkowych dedykowanych na zakres od 400 do 8000 nm

• Autorzy: Kujawa I. , Kasztelanic R. , Waluk P. , Stępień R. , Haraśny K. , Pysz D. , Buczyński R.

Warianty tytułu

EN

Trial processes of Fresnel lenses moulding in oxide glasses intended for VIS and MidIR regions using the hot embossing technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem pracy było zbadanie możliwości wykonywania szklanych, niedrogich w produkcji elementów mikrooptycznych do pracy w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni. Masowa produkcja takich elementów odbywa się przy wykorzystaniu metody wytłaczania na gorąco (hot embossing) dotyczy jednak głównie elementów polimerowych. Te z kolei jako materiały organiczne nie mogą być wykorzystywane we wszystkich zastosowaniach. W artykule przedstawiono wyniki prac zrealizowanych dla szeregu szkieł tlenkowych charakteryzujących się wysoką transmitancją w zakresie od światła widzialnego do średniej podczerwieni. Jako stempla użyto płytkę ze szkła kwarcowego o reliefie wykonanym standardowymi metodami trawienia jonowego. Do odwzorowywania zastosowano statyczny proces wytłaczania z zastosowaniem niewielkich sił nacisku. Jakość uzyskanych elementów zbadano przy pomocy interferometru światła białego oraz pomiarów ogniskowania.

EN

The aim of this work was to examine the possibility of manufacturing low-cost glass diffractive optical elements that work in near and mid-infrared. The paper focuses on the results of the fabrication of Fresnel lenses from multi-component glasses in a hot embossing process. In the experiment lead-bismuth-gallium oxide and tellurite glasses characterized by high transmittance in the range of visible light spectrum to mid-infrared were applied. A fused silica element obtained by standard ion etching was used as the mold. The presented elements were fabricated in a static process with the use of low pressure. The quality of the outcome elements was examined employing white light interferometry as well as performing focusing measurements.

Słowa kluczowe

PL

mikropowielanie; wytłaczanie na gorąco; soczewka Fresnela; mikrooptyka; średnia podczerwień

EN

microreplication; hot embossing; Fresnel lenses; microoptics; MidIR

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 40, nr 4
• Strony: 10--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Kujawa I.

autor

Kasztelanic R.

autor

Waluk P.

autor

Stępień R.

autor

Haraśny K.

autor

Pysz D.

autor

Buczyński R.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Worgull M.: Hot embossing: theory and technology of microreplication (Micro and nano technologies, William Andrew, 2009
• [2] Heckele M., Schomburg W. K.: Review on micro molding of thermoplastic polymers, J. of Micromech. Microeng., 2004, 14, R1 - R14
• [3] Becker H., Heim U.: Hot embossing as a method for the fabrication of polymer high aspect ratio structures, ELSEVIER - Sensors and Actuators, 2000, 83, 130-135
• [4] Velten T., Schuck H., Haberer, Bauerfeld W. F.: Investigations on reel-to-reel hot embossing, Int. J. of Adv. Manuf. Technol., 2010, 47, 1-4, 73 - 80
• [5] Pan C. T., Wu T. T., Chen M. F., Chang Y. C., Lee C. J., Huang J. C.: Hot embossing of micro-lens array on bulk metallic glass, Sensors and Actuators A, 2008, 141, 422 – 431
• [6] Zhang X. H., Guimond Y., Bellec Y.: Production of complex chalcogenide glass optics by molding for thermal imaging, J. of Non-Crystalline Solids, 2003, 326 - 327, 519 - 523
• [7] Edelmann J., Worsch Ch., Schubert A., Rüssel Ch.: Micro structuring of inorganic glass by hot embossing of coated glass wafers, Journal Microsystem Technologies, 2010, 16(4), 553 - 560
• [8] Chua J. P., Wijaya H., Wu C. W., Tsai T. R., Wei C. S., Nieh T. G., Wadsworth J.: Nanoimprint of gratings on a bulk metallic glass, Appl. Phys. Lett., 2007, 90, 034101
• [9] Kujawa I., Buczyński R., Duszkiewicz J., Lechna A., Pysz D., Stępień R.: Stemplowanie szkieł – tania metoda formowania struktur optycznych, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2012, 64, 2, 181-187
• [10] Kujawa I., Stępień R., Waddie A. J., Skrabalak G., Taghizadeh M. R., Buczyński R.: Development of glass microoptics for MidIR with hot embossing technology, Proc. of SPIE, 2012, 8428, 84281P-84281P-7
• [11] Stępień R., Buczyński R., Pysz D., Kujawa I.: Szkła ołowiowo - bizmutowe na włókna mikrostrukturalne i elementy mikrooptyczne dla średniej podczerwieni, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2012, 64, 2, 219-224
• [12] Höhne G., Hemminger W. F., Flammersheim H.-J.: Differential scanning calorimetry, Springer, 2003
• [13] ISO Standard 11146, Lasers and laser-related equipment – Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios, 2005