王建軍

炬光科技激光光學(xué)事業(yè)部 光學(xué)冷加工工藝高級工程師

棱鏡是一種由兩兩相交但彼此均不平行的平面圍成的物體，用以分光或使光束發(fā)生色散，通常由透明材料（如玻璃、水晶等）做成。現(xiàn)代生活中，棱鏡被廣泛應(yīng)用于通信、數(shù)碼設(shè)備、科學(xué)技術(shù)、醫(yī)療儀器等領(lǐng)域，例如近來發(fā)展迅速的光通訊和投影顯示行業(yè)，就需要使用棱鏡實(shí)現(xiàn)光的折轉(zhuǎn)、耦合等功能。光纖和激光器的口徑較小，微棱鏡（<2mm）可使設(shè)備空間與傳統(tǒng)設(shè)備相比節(jié)省55%。這個優(yōu)勢使得微棱鏡的應(yīng)用場景越來越廣泛，手機(jī)潛望式攝像頭、家用投影儀等消費(fèi)電子設(shè)備中已不乏微棱鏡的身影。? ? ? ?

光通訊應(yīng)用微棱鏡使用示意圖（左）投影應(yīng)用微棱鏡使用示意圖（右）（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

潛望式攝像頭（該圖來自網(wǎng)絡(luò)）

上述各個應(yīng)用對微棱鏡的面型和光潔度要求較高，通常要求面型在λ/4-λ/10。在普通棱鏡的生產(chǎn)中，廠商多采用傳統(tǒng)研磨拋光方式來加工光學(xué)面，但這一工藝在微棱鏡的生產(chǎn)中面臨著巨大挑戰(zhàn)。雖然部分廠家可以借助先進(jìn)的切割方式制造出各種長度尺寸的微棱鏡，但光學(xué)面尚無更好的加工方式實(shí)現(xiàn)大批量、高精度生產(chǎn)，暫無經(jīng)濟(jì)的方法滿足市場的巨大需求。

傳統(tǒng)的研磨拋光方式加工光學(xué)面，基本都需要利用靠體及光膠技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這種方式制作流程較長，且在產(chǎn)品加工過程中會消耗大量靠體，導(dǎo)致整體生產(chǎn)成本較高，效率較低。該工藝對操作人員的技術(shù)水平要求也較高，企業(yè)所需的人員培訓(xùn)成本也隨之增加；如人員流動較快，可能會造成產(chǎn)品一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。

炬光科技利用自有的晶圓級同步結(jié)構(gòu)化工藝平臺進(jìn)行微棱鏡產(chǎn)品的加工，結(jié)合先進(jìn)的激光隱切技術(shù)和數(shù)控技術(shù)、高精度和高可靠性微納測量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)確保技術(shù)指標(biāo)的前提下，大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

1. 晶圓級同步結(jié)構(gòu)化微納光學(xué)制備技術(shù)

炬光科技晶圓級同步結(jié)構(gòu)化技術(shù)（溫馨提示：全屏觀看效果更佳）

炬光科技采用晶圓級同步結(jié)構(gòu)化技術(shù)制備微納光學(xué)器件，材料可選玻璃、熔融石英、硅、氟化鈣等各種無機(jī)材料，可生產(chǎn)最大300mm x 300mm的微光學(xué)晶圓，僅需兩步工藝就能實(shí)現(xiàn)數(shù)以萬計(jì)高品質(zhì)微光學(xué)透鏡的生產(chǎn)，這項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)可擴(kuò)展性強(qiáng)，且具有非常高的成本效益，適合超大批量生產(chǎn)。該生產(chǎn)技術(shù)獨(dú)特的性能和成本優(yōu)勢已經(jīng)在光纖激光器泵浦應(yīng)用中得到了充分的體現(xiàn)：作為全球快軸準(zhǔn)直鏡（FAC）的主要供應(yīng)商，炬光科技為光纖激光器泵浦應(yīng)用提供核心元器件——快軸準(zhǔn)直鏡（FAC），年出貨量超過1800萬只。

2.利用晶圓級同步結(jié)構(gòu)化技術(shù)批量生產(chǎn)高精度微棱鏡

棱鏡微光學(xué)晶圓

過去，晶圓級同步結(jié)構(gòu)化技術(shù)更多地應(yīng)用于柱面鏡的生產(chǎn)制備，當(dāng)這一技術(shù)創(chuàng)新地應(yīng)用于微棱鏡的生產(chǎn)制備時，不僅能夠在大尺寸光學(xué)晶圓上（如300mm X 300mm）加工同周期或變周期的微型棱鏡單元，具有優(yōu)異的一致性和極高的加工效率，并可確保角精度和面型精度。 此種加工方式效率比傳統(tǒng)研磨拋光工藝效率提升10倍以上，且產(chǎn)品一致性高，精度滿足眾多行業(yè)要求，有效解決行業(yè)痛點(diǎn)。

例如，在光通訊領(lǐng)域，公司根據(jù)客戶需求，在同一微光學(xué)晶圓上同時制備3個及以上面型的微棱鏡及異形鏡（示例如下），各角度公差控制在±0.01°，光學(xué)有效區(qū)PV<0.16um。我們相信，利用晶圓級同步結(jié)構(gòu)化技術(shù)批量生產(chǎn)的高精度微棱鏡，將有潛力拓展至更多、更新的應(yīng)用領(lǐng)域。

微棱鏡及異形鏡

炬光科技深耕光學(xué)元件30年，在微納光學(xué)領(lǐng)域不僅擁有世界獨(dú)一無二的晶圓級同步結(jié)構(gòu)化技術(shù)，同時廣泛布局精密模壓、冷加工、注塑、壓印等針對無機(jī)材料光學(xué)、有機(jī)高分子材料光學(xué)的各類制備技術(shù)，結(jié)合自研高損傷閾值光學(xué)鍍膜能力，旨在成為向客戶提供一站式光學(xué)元器件解決方案的供應(yīng)商。

炬光科技光學(xué)元器件產(chǎn)品系列

作者簡介：

王建軍，1988年畢業(yè)于長春理工大（原長春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院）光學(xué)工藝及測試專業(yè)，從事光學(xué)加工工藝35年，對光學(xué)加工行業(yè)技術(shù)廣泛了解。2021年加入炬光科技，主導(dǎo)了冷加工產(chǎn)線的建設(shè)和產(chǎn)品生產(chǎn)。