微纳光学是指研究微米乃至纳米尺度下的光学现象的学科,随着光学系统体积的不断缩小,光学特性也会发生改变,当特征尺寸达到微纳米量级,就会出现许多宏观条件下所没有的特性。利用微纳尺寸结构的光学特性,可以设计出新型光学器件、系统和装置。
微纳光学制造业主要利用微纳光学技术生产因微纳结构而产生特殊光学性能或呈现特殊视觉效果的光学膜(器件)。利用微纳结构的色彩控制能力和数字化编码能力,在公共安全防伪、镭射包装材料、新型显示及照明、新能源等行业中发挥着重要作用。
微纳光学制造技术主要包括 LIGA 技术、电子束离子束加工技术和金刚石微加工技术。LIGA 技术是一种基于激光光刻技术的微机电加工技术,主要包括光刻、电铸和复制三个工艺步骤。智研咨询( http://www.chyxx.com)
与其它微制造方法相比,LIGA 技术具有如下特点:①可制造较大高宽比的结构;②取材广泛,可以是金属、陶瓷、聚合物、玻璃等;③可制作任意截面形状图形结构,加工精度高;④可重复复制,符合工业化大批量生产要求,制造成本相对较低等。
LIGA 技术工艺流程
LIGA 技术在过去 20 年里取得了突飞猛进的进展,不断突破 180nm、60nm、35nm 等节点,已经进入纳米尺度,推动了微纳光学技术及相关器件的发展,并且 LIGA 工艺也在不断改进,生产效率持续提高。如微纳结构产品的复制环节,现在已普遍采用压印工艺取代了原有的注塑工艺,压印工艺能够实现连续生产,极大的提高了生产效率。
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微纳光学制造业在产业链中的位置
微纳光学制造技术的应用领域较广,微纳光学产品均处于产业链的上游。微纳光学制造行业的技术发展水平直接决定了下游企业的产品性能,处于产业链上的关键环节。
在产品价值链中,微纳光学制造行业的企业获取微纳结构设计、原版制作、微纳光学产品生产的价值。具有微纳结构的产品可以获得特殊的光学效果,满足下游客户在防伪、美观、显示和照明等方面的需求,而普通加工方法无法实现此类光学效果。微纳结构设计和原版制作是微纳光学制造行业的核心价值,研发相关技术需要较强的人力和资金支持。微纳结构设计就是利用微纳光学相关理论,根据客户的需要,设计适合其特点的微纳结构,使最终产品呈现特定的视觉效果或具有特定的光学性能;原版制作就是利用光刻技术制造载有微纳结构的原版,用于批量化生产。
微纳光学制造行业上下游行业之间的关联性分析
1、与上游行业之间的关联性及影响
主要原材料是PET 塑胶薄膜、纸、涂料等。上游原材料均属于常规原材料,通用性较强,国内生产厂商众多,原材料来源稳定,能够充分满足行业的生产需求。上游行业的发展对于行业的影响主要体现在原材料价格方面,全球石油、纸浆的价格变动影响PET 膜、纸等原材料的进货价格,进而影响行业的制造成本。
2、与下游行业之间的关联性及影响
根据微纳光学制造应用领域的不同,有不同的下游行业。下游行业的影响主要体现在需求方面,近年来消费品包装越来越多的应用镭射材料,带来镭射包装材料的需求快速增长;技术进步相应提高产品可视防伪要求,为行业带来稳定的需求;对新型显示与照明的应用为行业带来潜在的巨大需求。
此外,从产品质量要求来看,下游行业除了对产品的光学效果及品质稳定性提出要求,还需要顾及后道工艺的适用性,充分考虑下游加工工艺对镭射材料、光学薄膜耐热、耐压及生产速度的要求。



