李乾坤，刘学青，成 荣

(1.清华大学 精密仪器系 精密测试技术及仪器国家重点实验室，北京 100084；2.清华大学 机械工程系，北京 100084)

引 言

微透镜及微透镜阵列由于体积小、易集成等优势，被越来越广泛地应用于光电器件、集成微光学、光束整形、图像传感、微纳制造及仿生结构等领域。目前有很多方法已经被用于制备微透镜及微透镜阵列，例如，光刻、热压印、热回流、电化学技术以及激光直写等[1-8]。这些方法主要用于制备聚合物微透镜阵列，而聚合物微透镜阵列受限于自身材料软、易于变形，因此不利于在实际苛刻环境中的应用。相比而言，硬质材料微透镜及微透镜阵列具有优异的抗磨损特性，使用寿命更长，光学性能更稳定，在实际中具有更大的应用价值。因此实际应用中对于硬质材料微透镜阵列的需求更大。考虑到这一原因，目前已经有很多方法被提出用于制备基于硬质材料甚至是超硬材料的微光学器件[9-14]。金刚石车削和光刻结合刻蚀技术是两种较为常用的制备微透镜阵列的技术。但金刚石车削能够加工的透镜尺寸通常在百微米量级，难以实现更小尺寸微透镜的制备。而光刻结合刻蚀难以制备出高填充比的透镜阵列。因此，如何实现硬质材料微透镜阵列的制备仍然是一个巨大的挑战。

近年来，飞秒激光加工由于具有较高的加工精度、可加工材料范围广、真3维加工能力等优势[15-20]，在微光学、微流体、传感等器件制备中展现了巨大的应用潜力[21-27]。……