一种自由曲面微透镜的设计与实现方法

本发明提供一种自由曲面微透镜的设计与实现方法，包括：（1）自由曲面微透镜口径设计：自由曲面微透镜的口径设计为平面封闭自由曲线，该平面封闭自由曲线采用“基点+连接曲线”的方式进行数学定义；（2）PDMS微凹模具的制造：使用光刻工艺在硅基底上形成横截面形状为平面封闭自由曲线的光刻胶微柱结构，以该光刻胶微柱结构为模板，采用微模铸工艺制得PDMS微凹模具；（3）自由曲面微透镜的实现：将涂覆在玻璃基底上的光刻胶薄膜放入透明的气体压力控制器中，将PDMS微凹模具开口一侧与光刻胶薄膜表面接触并保持，增大或减小密封气体压力控制器中的压强，即在光刻胶薄膜表面形成凸起或凹陷的自由曲面微结构，然后对光刻胶薄膜进行紫外线固化处理，最后将PDMS微凹模具剥离即得到光刻胶自由曲面微透镜。本发明为光学自由曲面在微光学元件领域的应用提供了技术基础。