CA2639056A1 - Methode de fabrication de reseaux de microlentilles cylindriques paraboliques - Google Patents
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Abstract
L'invention révèle une méthode pour fabriquer un réseau de microlentilles cylindriques de forme parabolique par tous procédés de déposition de couches minces (fig.1). La méthode consiste à placer un masque (fig.1 (3)) entre la source d'évaporation du matériau (fig.1 (1)) et le substrat (fig.1 (5)) dans un système sous vide de déposition de couches minces. Le masque, fabriq ué dans une plaque de métal mince (fig.2 (1)), est constitué par de multiples fentes périodique s et rectangulaires (fig.2 (2)). Le matériau évaporé (fig.1 (2)) se propage à travers le masque (f g.1 (4)) et est déposé sur un substrat (fig.1 (6)). Afin d'ajuster la forme des microlentilles, le substra t est mis en mouvement oscillatoire de translation dans le plan horizontal du support à substrat pa r un système mécanique automatisé (fig.1 (7)) pendant la durée du dépôt. L'épaisseur du matériau déposée détermine la distance focale des microlentilles cylindriques paraboliques.
Description
Mémoire descriptif Méthode de Fabrication de Réseaux de Microlentilles Cylindriques Paraboliques Domaine technique : optique et photonique 1. Champ d'invention auquel le procédé se rattache La présente invention propose une méthode de fabrication d'un réseau de microlentilles cylindriques de forme parabolique par tous procédés de déposition de couches minces.
2. La nature, en termes généraux, des articles ou procédés antérieurement connus ou utilisés, qui sont censés être améliorés ou remplacés par le recours à l'invention, ainsi que des difficultés et inconvénients qu'ils comportent.
Les diodes laser sont très utilisées dans les télécommunications et dans divers instruments de mesure. Celles qui sont de haute puissance sont utilisées dans des applications industrielles telles que le traitement thermique, le soudage et également pour le pompage d'autres lasers. Le plus souvent pour obtenir des diodes lasers de haute puissance, on range plusieurs diodes laser de manière périodique afm de constituer une barre de diode laser dans le but de produire des faisceaux laser de sortie de puissance très élevée. La forme planaire d'une diode laser confère malheureusement au faisceau laser de sortie une forme asymétrique dans son plan transversal. Par conséquent, le faisceau de sortie diverge rapidement verticalement à des angles typiquement de l'ordre de 25 à 80 degrés et latéralement pour des angles de l'ordre de 5 à 15 degrés. L'axe vertical est alors appelé axe rapide et l'axe latéral axe lent . Il en résulte un faisceau de forme astigmatique et elliptique limitant l'usage dans des applications de diodes laser de haute puissance.
Afin de remédier à ce problème, un élément d'optique doit être utilisé afin de former un faisceau collimaté et circulaire. Pour obtenir la forme désirée, une microlentille cylindrique doit être employé
pour chacune des sources émettrices en fonction de l'axe que nous voulons corriger. Dans le cas d'une barre de diodes laser, c'est un réseau de microlentilles cylindriques qui est généralement utilisé pour compenser ou corriger l'astigmatisme des faisceaux de sortie.
De nombreuses méthodes de fabrication sont généralement utilisées pour produire des microlentilles cylindriques :
- Les méthodes par ablation laser et par photolithographie : ce sont le plus souvent des méthodes très onéreuses au regard du coût du matériel de fabrication utilisé.
Ces méthodes produisent généralement des microlentilles cylindriques de forme sphérique qui introduisent des aberrations sphériques lors de la traversée du faisceau laser par celle-ci. Le principal inconvénient est que n'importe quelle source émettrice, qui n'est pas strictement au point focal, ne permettra pas d'obtenir de bonnes propriétés de collimation.
- La méthode d'utilisation d'une fibre de silice : cette méthode a montré la possibilité
d'obtenir des microlentilles cylindriques de forme hyperbolique. Bien que cette méthode soit peu couteuse, la forme hyperbolique des microlentilles cylindriques aura les mêmes inconvénients qu'une microlentille à forme sphérique.
- La méthode de déposition par vapeur chimique (CVD) pour réaliser des microlentilles cylindriques à gradient d'indice : cette méthode reste une manière efficace pour obtenir une forme cylindrique mais elle ne permet toujours pas de diminuer voir d'éliminer les aberrations.
Les diodes laser sont très utilisées dans les télécommunications et dans divers instruments de mesure. Celles qui sont de haute puissance sont utilisées dans des applications industrielles telles que le traitement thermique, le soudage et également pour le pompage d'autres lasers. Le plus souvent pour obtenir des diodes lasers de haute puissance, on range plusieurs diodes laser de manière périodique afm de constituer une barre de diode laser dans le but de produire des faisceaux laser de sortie de puissance très élevée. La forme planaire d'une diode laser confère malheureusement au faisceau laser de sortie une forme asymétrique dans son plan transversal. Par conséquent, le faisceau de sortie diverge rapidement verticalement à des angles typiquement de l'ordre de 25 à 80 degrés et latéralement pour des angles de l'ordre de 5 à 15 degrés. L'axe vertical est alors appelé axe rapide et l'axe latéral axe lent . Il en résulte un faisceau de forme astigmatique et elliptique limitant l'usage dans des applications de diodes laser de haute puissance.
Afin de remédier à ce problème, un élément d'optique doit être utilisé afin de former un faisceau collimaté et circulaire. Pour obtenir la forme désirée, une microlentille cylindrique doit être employé
pour chacune des sources émettrices en fonction de l'axe que nous voulons corriger. Dans le cas d'une barre de diodes laser, c'est un réseau de microlentilles cylindriques qui est généralement utilisé pour compenser ou corriger l'astigmatisme des faisceaux de sortie.
De nombreuses méthodes de fabrication sont généralement utilisées pour produire des microlentilles cylindriques :
- Les méthodes par ablation laser et par photolithographie : ce sont le plus souvent des méthodes très onéreuses au regard du coût du matériel de fabrication utilisé.
Ces méthodes produisent généralement des microlentilles cylindriques de forme sphérique qui introduisent des aberrations sphériques lors de la traversée du faisceau laser par celle-ci. Le principal inconvénient est que n'importe quelle source émettrice, qui n'est pas strictement au point focal, ne permettra pas d'obtenir de bonnes propriétés de collimation.
- La méthode d'utilisation d'une fibre de silice : cette méthode a montré la possibilité
d'obtenir des microlentilles cylindriques de forme hyperbolique. Bien que cette méthode soit peu couteuse, la forme hyperbolique des microlentilles cylindriques aura les mêmes inconvénients qu'une microlentille à forme sphérique.
- La méthode de déposition par vapeur chimique (CVD) pour réaliser des microlentilles cylindriques à gradient d'indice : cette méthode reste une manière efficace pour obtenir une forme cylindrique mais elle ne permet toujours pas de diminuer voir d'éliminer les aberrations.
3. L'idée créatrice que le nouveau procédé met en aeuvre et la façon dont le recours à cette invention surmonte les difficultés et les inconvénients des pratiques ou méthodes antérieures.
L'idée de cette nouvelle méthode est de fabriquer un réseau de microlentilles cylindriques de forme parabolique par tous procédés de déposition de couches minces. Ce procédé
permettra de créer des microlentilles cylindriques dont la forme sera similaire à un profil parabolique. En règle général, les éléments d'optique conventionnels de forme parabolique permettent une meilleure focalisation car elles sont le plus souvent dépourvues d'aberrations sphériques. Ces nouvelles microlentilles cylindriques vont donc permettre de diminuer les aberrations sphériques existantes dans toutes les autres méthodes et d'obtenir de meilleures propriétés de collimation.
L'idée de cette nouvelle méthode est de fabriquer un réseau de microlentilles cylindriques de forme parabolique par tous procédés de déposition de couches minces. Ce procédé
permettra de créer des microlentilles cylindriques dont la forme sera similaire à un profil parabolique. En règle général, les éléments d'optique conventionnels de forme parabolique permettent une meilleure focalisation car elles sont le plus souvent dépourvues d'aberrations sphériques. Ces nouvelles microlentilles cylindriques vont donc permettre de diminuer les aberrations sphériques existantes dans toutes les autres méthodes et d'obtenir de meilleures propriétés de collimation.
4. Une description complète de la meilleure façon d'utiliser ou de mettre à
exécution l'idée créatrice. Si des dessins ont été faits, il faut faire précéder la description d'une liste desdits dessins et établir la relation entre les deux au moyen des numéros indiqués sur les dessins.
Notre procédé consistera à placer un masque (fig.1(3 )) entre la source d'évaporation (fig.1(1)) et le substrat (fig.1(5)) dans un système sous vide de déposition de couches minces.
Le masque fabriqué
dans une plaque de métal mince (fig.2(1)) sera constitué par de multiples fentes périodiques et rectangulaires (fig.2(2)). Le matériau évaporé (fig.1(2)) se propagera à
travers le masque (fig.1(4)) et sera déposé sur un substrat (fig.1(6)). Afm d'ajuster la forme des microlentilles, le substrat sera mis en mouvement oscillatoire de translation dans le plan horizontal du support à substrat par un système mécanique automatisé (fig.1(7)) pendant la durée du dépôt. L'épaisseur du matériau déposée déterminera la distance focale des microlentilles cylindriques paraboliques.
Les exemples suivants illustrent la manière de présenter la liste et la description :
Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l'invention :
- la figure 1 représente une le schéma du montage de la méthode de fabrication des réseaux de microlentilles cylindriques ;
- La figure 2 représente un schéma du masque fabriqué dans une plaque de métal mince et constitué par de multiples fentes périodiques et rectangulaires.
exécution l'idée créatrice. Si des dessins ont été faits, il faut faire précéder la description d'une liste desdits dessins et établir la relation entre les deux au moyen des numéros indiqués sur les dessins.
Notre procédé consistera à placer un masque (fig.1(3 )) entre la source d'évaporation (fig.1(1)) et le substrat (fig.1(5)) dans un système sous vide de déposition de couches minces.
Le masque fabriqué
dans une plaque de métal mince (fig.2(1)) sera constitué par de multiples fentes périodiques et rectangulaires (fig.2(2)). Le matériau évaporé (fig.1(2)) se propagera à
travers le masque (fig.1(4)) et sera déposé sur un substrat (fig.1(6)). Afm d'ajuster la forme des microlentilles, le substrat sera mis en mouvement oscillatoire de translation dans le plan horizontal du support à substrat par un système mécanique automatisé (fig.1(7)) pendant la durée du dépôt. L'épaisseur du matériau déposée déterminera la distance focale des microlentilles cylindriques paraboliques.
Les exemples suivants illustrent la manière de présenter la liste et la description :
Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l'invention :
- la figure 1 représente une le schéma du montage de la méthode de fabrication des réseaux de microlentilles cylindriques ;
- La figure 2 représente un schéma du masque fabriqué dans une plaque de métal mince et constitué par de multiples fentes périodiques et rectangulaires.
5. Si on le veut, on peut indiquer d'autres façons d'utiliser et d'exploiter l'idée créatrice.
Dessins Votre demande doit comprendre un dessin chaque fois que votre invention peut être ainsi illustrée.
Cela signifie que presque toutes les inventions exigent la présentation de dessins, sauf les compositions de matières ou les procédés à caractère chimique. Notons qu'un dessin peut aussi être utile dans ces derniers cas.
S'il n'est pas possible d'illustrer l'invention par des dessins, vous pouvez joindre à votre demande des photographies ou des copies de photographies montrant l'invention.
Votre dessin doit indiquer toutes les caractéristiques de l'invention définies par les revendications.
De plus, le dessin doit être conforme à des normes très précises, très détaillées et très uniformes quant au format de la page, la qualité du papier, et autres, afin que les brevets publiés soient d'un style uniforme et faciles à comprendre. Les dessins doivent être conformes aux prescriptions suivantes :
A. Chaque feuille mesure 21,6 cm de large sur 27,9 cm de long et comporte des marges nettes ainsi définies : marge du haut et marge de gauche d'au moins 2,5 cm, marge de droite d'au moins 1,5 cm et marge du bas d'au moins 1 cm.
B. Chaque dessin est exécuté sans couleurs, en lignes noires bien délimitées, suffisamment denses et foncées pour en permettre une reproduction satisfaisante.
C. Lorsque des figures paraissant sur plus d'une page constituent une seule figure complète, elles sont présentées de telle sorte que l'on puisse assembler la figure complète sans cacher aucune partie des figures partielles.
D. Chaque élément d'une figure est en proportion avec chacun des autres éléments de la figure, sauf lorsque l'utilisation d'une proportion différente est indispensable pour la clarté de la figure.
E. Les coupes sont indiquées par des hachures qui n'empêchent pas de lire facilement les signes de référence et les lignes directrices.
F. Les signes de référence doivent être clairs et distincts et mesurer au moins 3,2 mm de haut. Le même signe de référence doit être utilisé pour indiquer le même élément, dans tous les documents de la demande.
G. Les vues sont numérotées consécutivement.
H. Les dessins sont présentés sur des feuilles de papier blanc de bonne qualité, ni froissées ni pliées, de manière à pouvoir être reproduits par la photographie, des procédés électrostatiques, l'offset et le microfilmage.
References R. Grunwald, S. Woggon, R. Ehlert and W. Reinecke, Thin-film microlens arrays with non-spherical elements, Pure Appl. Opt. 6, 663 (1997).
R. Grunwald, H. Mischke and W. Rehak, microlens formation by thin-film deposition with mesh-shape masks, Appl. Opt. 3 8(19), 4117 (1999).
J. Jahns and S.J. Walker, Two-dimensional array of diffractive microlenses fabricated by thin film déposition, Appl. Opt. 29 (7), 931 (1990).
S.K. Yao, Theorical model of thin-film deposition profile with shadow effet, J. Appl. Phys. 50 (5), 3390 (1979).
Dessins Votre demande doit comprendre un dessin chaque fois que votre invention peut être ainsi illustrée.
Cela signifie que presque toutes les inventions exigent la présentation de dessins, sauf les compositions de matières ou les procédés à caractère chimique. Notons qu'un dessin peut aussi être utile dans ces derniers cas.
S'il n'est pas possible d'illustrer l'invention par des dessins, vous pouvez joindre à votre demande des photographies ou des copies de photographies montrant l'invention.
Votre dessin doit indiquer toutes les caractéristiques de l'invention définies par les revendications.
De plus, le dessin doit être conforme à des normes très précises, très détaillées et très uniformes quant au format de la page, la qualité du papier, et autres, afin que les brevets publiés soient d'un style uniforme et faciles à comprendre. Les dessins doivent être conformes aux prescriptions suivantes :
A. Chaque feuille mesure 21,6 cm de large sur 27,9 cm de long et comporte des marges nettes ainsi définies : marge du haut et marge de gauche d'au moins 2,5 cm, marge de droite d'au moins 1,5 cm et marge du bas d'au moins 1 cm.
B. Chaque dessin est exécuté sans couleurs, en lignes noires bien délimitées, suffisamment denses et foncées pour en permettre une reproduction satisfaisante.
C. Lorsque des figures paraissant sur plus d'une page constituent une seule figure complète, elles sont présentées de telle sorte que l'on puisse assembler la figure complète sans cacher aucune partie des figures partielles.
D. Chaque élément d'une figure est en proportion avec chacun des autres éléments de la figure, sauf lorsque l'utilisation d'une proportion différente est indispensable pour la clarté de la figure.
E. Les coupes sont indiquées par des hachures qui n'empêchent pas de lire facilement les signes de référence et les lignes directrices.
F. Les signes de référence doivent être clairs et distincts et mesurer au moins 3,2 mm de haut. Le même signe de référence doit être utilisé pour indiquer le même élément, dans tous les documents de la demande.
G. Les vues sont numérotées consécutivement.
H. Les dessins sont présentés sur des feuilles de papier blanc de bonne qualité, ni froissées ni pliées, de manière à pouvoir être reproduits par la photographie, des procédés électrostatiques, l'offset et le microfilmage.
References R. Grunwald, S. Woggon, R. Ehlert and W. Reinecke, Thin-film microlens arrays with non-spherical elements, Pure Appl. Opt. 6, 663 (1997).
R. Grunwald, H. Mischke and W. Rehak, microlens formation by thin-film deposition with mesh-shape masks, Appl. Opt. 3 8(19), 4117 (1999).
J. Jahns and S.J. Walker, Two-dimensional array of diffractive microlenses fabricated by thin film déposition, Appl. Opt. 29 (7), 931 (1990).
S.K. Yao, Theorical model of thin-film deposition profile with shadow effet, J. Appl. Phys. 50 (5), 3390 (1979).
Claims (4)
1. Une méthode pour fabriquer un réseau de microlentilles cylindriques paraboliques par tous procédés de déposition de couches minces.
2. Une méthode, telle qu'elle est définie dans la revendication 1, selon laquelle le masque fabriqué
dans une plaque de métal mince est constitué par de multiples fentes périodiques et rectangulaires et sera placé entre la source d'évaporation et le substrat;
dans une plaque de métal mince est constitué par de multiples fentes périodiques et rectangulaires et sera placé entre la source d'évaporation et le substrat;
3. Une méthode, telle qu'elle est définie dans la revendication 2, où le substrat est mis en mouvement oscillatoire de translation dans le plan horizontal du support à
substrat par un système mécanique automatisé pendant la durée du dépôt ;
substrat par un système mécanique automatisé pendant la durée du dépôt ;
4. Une méthode, telle qu'elle est définie dans la revendication 3, où
l'épaisseur du matériau déposée, à travers le masque, déterminera la distance focale des microlentilles cylindriques paraboliques.
l'épaisseur du matériau déposée, à travers le masque, déterminera la distance focale des microlentilles cylindriques paraboliques.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2639056 CA2639056A1 (fr) | 2008-09-05 | 2008-09-05 | Methode de fabrication de reseaux de microlentilles cylindriques paraboliques |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2639056 CA2639056A1 (fr) | 2008-09-05 | 2008-09-05 | Methode de fabrication de reseaux de microlentilles cylindriques paraboliques |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2639056A1 true CA2639056A1 (fr) | 2010-03-05 |
Family
ID=41808942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA 2639056 Abandoned CA2639056A1 (fr) | 2008-09-05 | 2008-09-05 | Methode de fabrication de reseaux de microlentilles cylindriques paraboliques |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2639056A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244176A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-11-16 | 宜兴环特光电科技有限公司 | 一种led芯片的出光界面及其制备方法 |
-
2008
- 2008-09-05 CA CA 2639056 patent/CA2639056A1/fr not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244176A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-11-16 | 宜兴环特光电科技有限公司 | 一种led芯片的出光界面及其制备方法 |
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