METHOD OF PRODUCING MICROLENSES

Abstract: 1. Method of producing microlenses by the deposition from the vapour phase of several glassy layers of different refractive indices on a glass plate provided with grooves, characterized in that for the purpose of producing microlenses with length-dependent optical properties longitudinal grooves (2) are made in the glass plate (1) and the said glass plate (1) is divided in microlenses of predeterminable length transversely to the direction of the grooves.

Description: Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen durch Abscheiden mehrerer glasartiger Schichten unterschiedlichen Brechungsindexes aus der Dampfphase auf eine mit Vertiefungen gestaltbare Glasplatte. Danach hergestellte Mikrolinsen werden in der optischen Nachrichtentechnik verwendet. Nach dem in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 017 .296 beschriebenen Verfahren ist es bekannt, kugelförmige Linsen, sogenannte Luneberg-Linsen in einer Glasplatte herzustellen. Der dadurch erzeugbare Linsentyp ist jedoch aufgrund spezieller Eigenschaften nur begrenzt einsetzbar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen anzugeben, mit dem auch noch andere vielseitig einsetzbare Abbildungsmittel herstellbar sind. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur Herstellung von Mikrolinsen mit längenabhängigen optischen Eigenschaften in der Glasplatte längsgestreckte Vertiefungen angebracht werden und dass die Glasplatte quer zur Ausrichtung der Vertiefungen in Mikrolinsen vorbestimmbarer Länge geteilt wird. Der jeweiligen Teilung geht dabei eine Berechnung der Abstände zwischen Teilungsflächen voraus, die sich aufgrund von längenabhängigen optischen Eigenschaften von Mikrolinsen ergeben. Die Erfindung wird mit vorteilhaften Ausgestaltungen anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert und beschrieben. Es zeigen: Figur 1 - 3: In dreidimensionaler Ansicht ver schiedene Stadien einer nach dem Ver fahren hergestellten Gradienten-Index Stablinse. Figur 4 : In dreidimensionaler Ansicht ein in einem Arbeitsgang hergestelltes Linsen paar. Figur 5 : In dreidimensionaler Ansicht eine richtungsändernde Gradienten-Index Stablinse. Figur 6 : In dreidimensionaler Ansicht eine weitere Linsenversion mit versetzter optischer Achse. Die in Figur 1 vergrössert herausgezeichnete Glasplatte 1 enthält halbzylinderförmige Vertiefungen 2, die sich über die gesamte Länge der Glasplatte 1 erstrecken können. Mit Hilfe des vom Stand der Technik bekannten CVD-Verfahrens (EP-PA 0 017 296) werden in die Vertiefungen 2 aus der Dampfphase glasartige Schichten 3, 4, 5 abgeschieden, die auch verbleiben, wenn die Dicke der Glasplatte wieder auf den ursprünglichen Wert reduziert worden ist. Die optische Achse danach hergestellter Linsenhälften liegt in Längsrichtung der Mulde 2 und in der Oberfläche der Glasplatte 1. Es würde ein Lichtstrahl entlang der gepunktet-gezeichneten Linie 6gelenkt. In einem praktischen Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wären die aus Gründen bessere Ubersichtlichkeit gezeichneten drei Schichten mit einer Vielzahl von Glasschichten zu ergänzen durch die der gewünschte, nahezu stufenlose Berechnungsindexverlauf nachgebildet wird. Eine Oredienten-Index-Stablinse entsteht durch das Zusammentügen zweier in der gleichen Weise hergestellter, spiegelbildlich gestalteter Hälften (Figur 3), deren Länge nach Strahiperiode (pitch) bemessen und ohne massstilbliche Relation gezeichnet ist. Im Gegensatz zu in anderer Weise hergestellten Gradienten-Index Stablinsen verbleibt eine Schnittebene, in der die optische Achse liegt, die jedoch die optischen Eigenschaften kaum beeinflusst. In weiterer Ausgestaltung ist das dargestellte Verfahren zur Herstellung von Linsenfeldern geeignet, wie Figur 4 zeigt. Eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung bietet das erfindungsgemässe Verfahren dadurch an, dass die optisch wirksamen Teile bereits durch Herstellung der Form der Vertiefung 2 beeinflussbar sind. Es ist daher möglich, Stablinsen mit Krümmung herzustellen, wie Figur 5 zeigt. Berechnungen haben gezeigt, dass sich solche Gradienten-Index-Stablinsen herstellen lassen, deren optische Wege länger als eine Strahlperiode sind. Für derart gekrümmte Gradienten-Index-Stablinsen war bisher kein Herstellungsverfahren bekannt. Solche Linsen können durch die Erfindung erst geschaffen werden. Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten des neuen Verfahrens und der daraus herstellbaren Linsen wird noch anhand der in Figur 6 schematisch dargestellten Linsenhälfte gezeigt, die es ermöglicht, Linsen herzustellen, die bei entsprechender Strahiperiodenlänge einen vorgebbaren Strahlversatz zu erzielen. Das Gemeinsame aller Versionen ist, dass die optische Eigenschaft erst beim Teilen bestimmt wird. Dem Teil vorgang, z.B. Schneiden, Sägen, folgt daher sinnvollerweise eine Nachbehandlung der Schnittfläche, um die Güte solcher Mikrolinsen zu verbessern.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen durch Abscheiden mehrerer glasartiger Schichten unter schiedlichen Brechungsindexes aus der Dampfphase in eine mit Vertiefungen ausgestaltbare Glasplatte, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Mikrolinsen mit längenabhängigen optischen Eigen schaften in der Glasplatte (1) längsgestreckte Vertiefungen (2) angebracht werden und dass die Glasplatte (1) quer zur Ausrichtung der Vertie fungen in Mikrolinsen vorbestimmbarer Länge geteilt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Mikrolinsen gemeinsam aus der Glasplatte entnommen werden (Fig. 4). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass Vertiefungen (2) als Furchen halb kreisförmigen Durchmessers angebracht werden. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vertiefungen (2) entlang einer vorgegebenen Bahn folgen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Vertiefungen mit zwei sich aufhebenden, einen Strahlversatz bewirkenden Krümmung angebracht werden. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Vertiefungen mit sich änderdem Durchmesser ver -wendet werden.

Inventors: BOHM, HEINZ, DIPL.-PHYS., Böhm, Heinz, Dipl.-Phys.
Applicants: N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN, PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH
Application year: 1984
Main classification: C03C17
IPC codes: G02B6, C03C27, C03C17, G02B3