並列タイトル等タンケッショウ Si ト セキガイセン トウカ ポリマ ノ カイメン カキョウ ケツゴウ ニ ヨル コウキノウ フレネル レンズ ノ チョウセイミツ セイケイ
Tankesshō Si to sekigaisen tōka porima no kaimen kakyō ketsugō ni yoru kōkinō fureneru renzu no chōseimitsu seikei
Ultraprecision forming of hybrid Fresnel lenses using infrared-transparent polymer and single-crystal silicon
一般注記type:text
車載ナイトビジョン装置や夜間防犯カメラ，温度センサー，サーモグラフィなどの赤外線光学デバイスの開発において高精度の薄型フレネルレンズが求められている．本研究では，精密プレス成形によって高密度ポリエチレン（HDPE）薄肉層と単結晶Siウエハの界面に強固な架橋結合を形成させると同時に，HDPE表面に微細フレネル形状を転写させ，厚さ＜1mmの薄型複合レンズの安価な製造プロセスの開発を行った．実際に光学設計，金型製作およびプレス成形実験を行い，目標としたレンズ成形を実現できた．また，Si/HDPE界面結合の制御因子の特定やSi/HDPEレンズ成形メカニズムの解明および成形条件の最適化などを行った．
A hybrid structure of single-crystal silicon (Si) and high-density polyethylene (HDPE) was developed for infrared lenses by using precision press molding. A thin HDPE film was used to laminate a silicon wafer and their interface was directly bonded by the silane cross-link. The HDPE film was hot-embossed to form three-dimensional surface microstructures and the silicon wafer provides a high stiffness for the hybrid substrate. The infrared (IR) optical properties of the hybrid substrate were examined and the imaging test result shows that the hybrid substrate was capable to produce practical image quality. These results strongly demonstrate that the developed Si-HDPE hybrid substrate is a promising alternative substrate material for IR lenses. The interface phenomenon between Si and HDPE was investigated and the lens forming mechanisms were analyzed, as well as the optimal forming conditions were explored.
研究種目 : 基盤研究 (B) (一般)
研究期間 : 2017～2019
課題番号 : 17H03159
研究分野 : 超精密加工
一次資料へのリンクURLhttps://koara.lib.keio.ac.jp/xoonips/modules/xoonips/download.php?koara_id=KAKEN_17H03159seika
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