王建軍

炬光科技激光光學事業部 光學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生色散，通常由透明材料（如玻璃、水晶等）做成?，F代生活中，棱鏡被廣泛應用于通信、數碼設備、科學技術、醫療儀器等領域，例如近來發展迅速的光通訊和投影顯示行業，就需要使用棱鏡實現光的折轉、耦合等功能。光纖和激光器的口徑較小，微棱鏡（<2mm）可使設備空間與傳統設備相比節省55%。這個優勢使得微棱鏡的應用場景越來越廣泛，手機潛望式攝像頭、家用投影儀等消費電子設備中已不乏微棱鏡的身影。? ? ? ?

光通訊應用微棱鏡使用示意圖（左）投影應用微棱鏡使用示意圖（右）（圖片來自網絡）

潛望式攝像頭（該圖來自網絡）

上述各個應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。在普通棱鏡的生產中，廠商多采用傳統研磨拋光方式來加工光學面，但這一工藝在微棱鏡的生產中面臨著巨大挑戰。雖然部分廠家可以借助先進的切割方式制造出各種長度尺寸的微棱鏡，但光學面尚無更好的加工方式實現大批量、高精度生產，暫無經濟的方法滿足市場的巨大需求。

傳統的研磨拋光方式加工光學面，基本都需要利用靠體及光膠技術來實現。這種方式制作流程較長，且在產品加工過程中會消耗大量靠體，導致整體生產成本較高，效率較低。該工藝對操作人員的技術水平要求也較高，企業所需的人員培訓成本也隨之增加；如人員流動較快，可能會造成產品一致性差、質量不穩定等問題。

炬光科技利用自有的晶圓級同步結構化工藝平臺進行微棱鏡產品的加工，結合先進的激光隱切技術和數控技術、高精度和高可靠性微納測量技術，實現確保技術指標的前提下，大大提高生產效率，降低生產成本。

1. 晶圓級同步結構化微納光學制備技術

炬光科技晶圓級同步結構化技術（溫馨提示：全屏觀看效果更佳）

炬光科技采用晶圓級同步結構化技術制備微納光學器件，材料可選玻璃、熔融石英、硅、氟化鈣等各種無機材料，可生產最大300mm x 300mm的微光學晶圓，僅需兩步工藝就能實現數以萬計高品質微光學透鏡的生產，這項生產技術可擴展性強，且具有非常高的成本效益，適合超大批量生產。該生產技術獨特的性能和成本優勢已經在光纖激光器泵浦應用中得到了充分的體現：作為全球快軸準直鏡（FAC）的主要供應商，炬光科技為光纖激光器泵浦應用提供核心元器件——快軸準直鏡（FAC），年出貨量超過1800萬只。

2.利用晶圓級同步結構化技術批量生產高精度微棱鏡

棱鏡微光學晶圓

過去，晶圓級同步結構化技術更多地應用于柱面鏡的生產制備，當這一技術創新地應用于微棱鏡的生產制備時，不僅能夠在大尺寸光學晶圓上（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研磨拋光工藝效率提升10倍以上，且產品一致性高，精度滿足眾多行業要求，有效解決行業痛點。

例如，在光通訊領域，公司根據客戶需求，在同一微光學晶圓上同時制備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°，光學有效區PV<0.16um。我們相信，利用晶圓級同步結構化技術批量生產的高精度微棱鏡，將有潛力拓展至更多、更新的應用領域。

微棱鏡及異形鏡

炬光科技深耕光學元件30年，在微納光學領域不僅擁有世界獨一無二的晶圓級同步結構化技術，同時廣泛布局精密模壓、冷加工、注塑、壓印等針對無機材料光學、有機高分子材料光學的各類制備技術，結合自研高損傷閾值光學鍍膜能力，旨在成為向客戶提供一站式光學元器件解決方案的供應商。

炬光科技光學元器件產品系列

作者簡介：

王建軍，1988年畢業于長春理工大（原長春光學精密機械學院）光學工藝及測試專業，從事光學加工工藝35年，對光學加工行業技術廣泛了解。2021年加入炬光科技，主導了冷加工產線的建設和產品生產。