기존의 패턴화 마이크로렌즈 가공 공정이 복잡하고 제조 기술이 고가이며 패턴 설계에 제한이 있다는 단점을 개선하기 위해 본 논문에서는 펨토초 레이저 이중광자 중합 가공 기술을 패턴화된 마이크로렌즈의 빠르고 고정밀 가공에 응용하였다. 구면파 인자의 변형을 통해 다양한 패턴의 마이크로렌즈를 설계하였고, 펨토초 레이저 이중광자 중합 가공 기술을 이용하여 포토레지스트 시료에 패턴화된 마이크로렌즈를 제작하였다. 이후 미현상 부분을 제거하기 위해 시료를 현상액에 넣어 패턴화된 마이크로렌즈를 얻었으며, 마지막으로 패턴화된 마이크로렌즈에 대해 이미징 테스트 및 광세기 균일화 분석을 수행하였다. LED 광원을 각각 다른 패턴의 마이크로렌즈 아래에 배치하였고, 광선이 패턴화된 마이크로렌즈를 통과하여 광세기가 균일한 초점 패턴을 성공적으로 형성하였다. 실험 결과, 펨토초 레이저 이중광자 중합 가공을 사용하면 3D 패턴화된 마이크로렌즈 구조를 유연하고 제어 가능하게 가공할 수 있으며, 가공 출력은 7 mW, 노출 시간은 2 ms, xy 스캔 보폭은 0.5 μm, z 보폭은 0.8~1.5 μm로 마이크로렌즈 구조 표면을 매끄럽게 유지하고 빠른 가공을 실현하였다. 이 기술은 광학 초소재, 광학 마이크로 디바이스, 집적 광학 디바이스 등 다양한 분야에 광범위하게 응용될 전망이다.

레이저 가공;펨토초 레이저;이중광자 중합;마이크로렌즈;포토레지스트