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珑璟光电发布衍射光波导产品型号名为LCE2104H

时间:2021-08-05 01:56

  近日,深圳珑璟光电科技有限公司(简称:珑璟光电)发布衍射光波导,产品型号名为LCE2104H。这是继今年年初推出视场角40度光栅波导样品并宣告其光栅波导产品进入产品迭代设计以及量产化准备阶段之后的第一款量产产品。

  LCE2104H的视场角为28°,出瞳距离20mm,眼动范围达到15mm x 12mm,镜片厚度仅为1.4mm,透过率高达85%。产品与其他大体积光学方案相比,轻薄而且可灵活切割处理,在外形上可更贴近眼镜形态,搭配了结构更为紧凑、更为轻量化的光机。

  珑璟光电衍射光波导产品研发生产全流程均自主完成,衍射光栅设计依托于自主知识产权,采用自主开发的衍射波导辅助设计软件,自主创新的微光栅结构以及架构设计,与国际一线大厂相比,走出了珑璟光电独有的产品设计路线。产品的生产,如匀胶、压印、固化、切割、组装等工艺流程全部在珑璟光电微纳实验室和深汕生产基地完成,基本实现生产制作过程可控,质量可控,时间周期可控。

  珑璟光电从2017年便开始在衍射光波导方向布局,19年投入数千万成立微纳光学实验室,实现衍射光栅产品小批量试产。同时,预计今年年内,位于深汕特别合作区的珑璟光电生产基地全新的衍射光波导生产线将建设完成,在现有的小批量量产试产上,衍射光波导的产能将提升至K级每月。

  衍射波导的加工工艺中,第一步需要通过半导体的微纳米加工工艺在硅基底上通过电子束曝光和离子刻蚀制成母版,为全面实现衍射波导生产制作全流程全工艺的自主可控,珑璟光电将进一步加大投入,购入母版制作加工的相关设备,引进更多微纳高精尖人才。

  珑璟光电作为行业内为数不多同时专注于阵列光波导、衍射光波导的研发和生产的高科技光电技术公司,在阵列光波导的产品方向上已取得了明显优势地位。在衍射光波导产品方向上,无论是从研发设计、生产加工,还是人才积累和培养,珑璟光电在衍射波导的布局也已取得了显著成绩!在产业化的道路上,同样会建立优势地位。

  b) 衍射光波导产品研发积累:设有700平的衍射光波导微纳光学实验室、有纳米压印实验线,同时规划有纳米压印量产线、电子束曝光设备和刻蚀设备,电镜检测设备等半导体光刻设备,目的是打通全部环节的衍射光栅波导加工和检测产线;目前有团队专注于衍射光波导产品研发设计。

  c) 自主开发的衍射光波导设计工具软件:珑璟光电开发有专用的光栅结构全电磁矢量分析软件和衍射光栅波导设计软件,这两款软件目前已经深度应用并成功用于设计衍射波导模组的工业开发。

  d) 衍射光波导专利布局情况:珑璟光电目前主要布局在两个方面,一是创新的光栅波导微结构,突破现有的常用的光栅波导微结构;二是创新的光栅波导架构设计,因为目前光栅波导使用的架构有两种,以微软为代表的一维光栅方案,和以WaveOptics为代表的二维光栅方案,珑璟光电在积极探索第三种特有的结构,并积极部署了相关发明专利。这个就是全矢量计算电磁逆向优化出来的一种拓扑结构,相比一维和二维光栅能够获取更好的视场均匀性和Eyebox均匀性。

  i. 持续跟进海外技术动态,依托珑璟欧洲的研究中心,进一步加大落实欧洲高校的合作,同时加强国内产业化的能力。

  ii. 争取国外完成原理性问题突破后,在12个月内做出类似效果的产品,并且依托国内产业化能力和客户基础,加大光栅产品的迭代和产业化,拿下更多的客户。

  iii. 针对前沿的技术如体全息和超表面等,持续保持关注和跟进,并已布局相关专利,来判断他们可产业化的时间点,去做产业化相关的准备工作。

  f) 衍射光波导客户合作情况:衍射光波导模组由于体积可以做到更小,所以客户范围会更广,除了传统的工业、安防等B端应用,我们也和以国内消费电子行业的领导厂商为代表的C端客户持续接触,预计在衍射方向2021年可实现小批量出货,找到有潜力的场景和客户持续共同打磨产品。

  该工艺如上图所示,可分为两个阶段:纳米压印工作模具制备阶段和批量生产阶段。首先,通过上述模板制备工艺将图案加工到硅晶圆上以用作模板,通过纳米压印技术在更大的硅晶片上旋涂UV树脂并在上面印刷更多的模板。然后使用紫外线对印刷的结构进行曝光以固定树脂。最后通过重复上述过程批量生产多图案的压印模具。在批量生产的过程中,使用多图案的模具来生产表面浮雕光栅波导,然后使用功能性涂层覆盖波导,并用激光切割技术分离,最后将不同结构的波导堆叠实现光学模组的制备。

  第一阶段入厂的纳米压印设备包括高精度紫外纳米压印设备,匀胶+热板设备,以及相关清洗设备等。高精度紫外纳米压印设备主要用于大批量压印衍射光学器件,适用于浮雕光栅波导、全息元件等的批量压印生产。可压印高精度结构、高深宽比结构、以及斜光栅结构等,能够全自动根据配方进行纳米压印。购入的设备可选用热固化和紫外固化两种方式,适用于不同的胶水工艺,具有多用性。同时,该设备支持自动复制柔性复合工作模具,工作模具具有精度高,寿命长等特点,可以显著降低大面积纳米压印工艺中模具使用成本。匀胶+热板设备主要用于晶圆结构复制材料的旋涂和基片压印胶的旋涂,适用于300mm直径圆片的旋涂匀胶与烘烤工艺。相关清洗设备用于基片的无损清洗及表面活化。第一阶段的纳米压印设备可以满足珑璟光电初期的浮雕光栅波导的压印工艺探索,以及小批量生产。

  基于购置的纳米压印相关设备和自己搭建的工艺表面处理设备,经过多轮的工艺摸索,已经独立走通了整个的纳米压印工艺流程(之前部分表面处理工作需要外发到设备商处进行处理,时间上完全没有保障),目前的纳米压印工作分为两块,一是对目前在加工晶圆的测试压印;二是对新胶水,包括模板胶水和压印胶水的测试工作,形成一个稳定的胶水供应链和胶水工艺库。nba直播,如下两个图是目前纳米压印的SEM图。

  ARDesign为珑璟AR波导片开发工具包,结合ZEMAX Optic Studio软件,能快速自动化建模,评价分析波导镜片成像质量。