CN113167969A - 用于浇铸聚合物产品的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在形成波导膜的示例方法中，将可光固化材料分配到位于第一模具部分和与第一模具部分相对的第二模具部分之间的空间中。此外，调整第一模具部分的表面相对于与第一模具部分的该表面相对的第二模具部分的表面之间的相对间隔。用适合于使可光固化材料光固化的辐射来照射空间中的可光固化材料以形成固化的波导膜。与照射可光固化材料并行地，改变第一模具部分的表面与第二模具部分的表面之间的相对间隔和/或改变照射可光固化材料的辐射的强度。

Description

用于浇铸聚合物产品的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月16日提交的美国临时申请No.62/746,426的权益，在此通过引用将整体并入本文。

技术领域

本公开涉及光学聚合物膜及其制备方法。

背景技术

诸如可穿戴成像头戴式耳机的光学成像***可以包括向用户呈现投影图像的一个或多个目镜。可以使用一种或多种高折射材料的薄层来构造目镜。例如，目镜可以由一层或多层高折射玻璃、硅、金属或聚合物基板构成。

在一些情况下，可以对目镜进行图案化(例如，利用一个或多个光衍射纳米结构)，使得其根据特定焦深来投射图像。例如，对于观看图案化目镜的用户，被投射的图像可以看起来距用户特定距离。

此外，可以结合使用多个目镜来投射模拟的三维图像。例如，多个目镜——其各自具有不同的图案——可以上下分层，并且每一个目镜可以投射体积图像的不同深度层。因此，目镜可以跨三维共同向用户呈现立体图像。例如，这在向用户呈现“虚拟现实”环境中是有用的。

为了改善被投射的图像的质量，可以构造目镜，使得目镜中的意外变化被消除或以其他方式减少。例如，目镜可以被配置为使得它不会呈现任何皱褶、不均匀的厚度或可能对目镜的性能产生负面影响的其他物理变形。

发明内容

本文描述了用于制备聚合物膜的***和技术。所描述的实现方式中的一个或多个可用于以高度精确的、受控的和可再现的方式来制备聚合物膜。所得聚合物膜可以用于各种对变化敏感的应用中，其中需要对膜尺寸具有极其严格的公差。例如，聚合物膜可以用于光学应用(例如，作为光学成像***中的目镜的一部分)，其中材料均匀性和尺寸约束在光学波长的量级或更小。

通常，通过将可光固化材料(例如，当暴露于光时硬化的光聚合物或光活化树脂)包围在两个模具之间并固化材料(例如，通过将材料暴露于光和/或热)来制备聚合物膜。

然而，在浇铸(casting)和固化过程期间，各种因素会干扰所得膜的形状，从而导致其从预期形状变形。作为示例，由于聚合过程中内部应力的建立，膜可能会变形。例如，随着可光固化材料的固化，可光固化材料的单体聚合成更长和更重的链。对应地，随着聚合物链物理地一起移动，可光固化材料的体积减小(例如，经历“收缩”)。这导致在可光固化材料内部的内部应力(例如，由对聚合物链迁移率的阻抗引起的应力)的建立以及在可光固化材料内的应变能的存储。当从模具中提取出固化的膜时，应变能被释放，导致膜变薄。取决于内部应力的空间分布，膜可以不同地薄。因此，取决于在聚合过程中引入的内部应力的特定空间分布，可能在膜之间呈现变化。因此，可在浇铸过程期间通过调节膜内的应力分布来改善膜的一致性。本文描述了用于调节膜中应力的示例***和技术。

在另一方面，一种形成波导膜的方法包括：将可光固化材料分配到位于第一模具部分和与第一模具部分相对的第二模具部分之间的空间中；调整第一模具部分的表面相对于与第一模具部分的表面相对的第二模具部分的表面之间的相对间隔；以及用适合于使可光固化材料光固化的辐射来照射空间中的可光固化材料以形成固化的波导膜。进一步地，该方法包括，与照射可光固化材料并行地，执行以下中的至少一项：改变第一模具部分的表面与第二模具部分的表面之间的相对间隔；以及改变照射可光固化材料的辐射的强度。

该方面的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。

在一些实现方式中，可以改变相对间隔以调节第一模具部分沿在第一模具部分与第二模具部分之间延伸的轴所承受的力。相对间隔可以基于调节力的闭环控制***而改变。

在一些实现方式中，可以在照射可光固化材料持续足以达到可光固化材料中的胶凝点的时间之后，改变相对间隔。可以在照射可光固化材料持续足以达到可光固化材料中的胶凝点的时间之后，减小相对间隔。

在一些实现方式中，可以改变相对间隔包括使第一模具部分朝向第二模具部分移动，以压缩被设置在第一模具部分与第二模具部分之间的一个或多个间隔件(spacer)结构。可以根据开环控制***来压缩间隔件结构。

在一些实现方式中，改变相对间隔可以包括使第一模具部分的位置相对于第二模具部分振荡。

在一些实现方式中，改变辐射的强度可以包括改变照射可光固化材料的空间强度模式。

在一些实现方式中，改变辐射的强度可以包括改变辐射的功率。改变功率可以包括脉冲发射(pulsing)辐射。辐射的每一个脉冲可以具有相同的功率。辐射的脉冲可以具有不同的功率。辐射的每一个脉冲可以具有相同的持续时间。辐射的脉冲可以具有不同的持续时间。脉冲频率可以是恒定的。脉冲频率可以是变化的。

在一些实现方式中，改变辐射的强度可以包括顺序地照射空间中的不同区域。

在一些实现方式中，可以使填充有可光固化材料的空间的厚度变化并且可以使辐射的强度变化，以使得与厚度相对低的区域相比，厚度相对高的区域接收较高的辐射剂量。

在一些实现方式中，该方法还可以包括将固化的波导膜与第一模具部分和第二模具部分分离。

在另一示例中，一种方法可以包括组装头戴式显示器，该头戴式显示器包括使用本文的方法中的一个或多个形成的波导膜。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是用于制备聚合物的示例性***的图。

图2是具有间隔件结构的示例模具结构的图。

图3A是在浇铸和固化过程期间的示例聚合物膜的图。

图3B是在固化和提取之后的示例聚合物膜的图。

图4是用于固化可光固化材料的光的示例分布的图。

图5A和5B是示例聚合物膜的图像。

图6A是用于在固化期间调节可光固化材料内的应力的示例***的图。

图6B是用于在固化期间调节可光固化材料内的应力的另一示例***的图。

图7是用于在固化期间调节可光固化材料内的应力的另一示例***的图。

图8A-8C是用于固化可光固化材料的示例光照模式的图。

图9是用于固化可光固化材料的附加示例光照模式的图。

图10是用于固化可光固化材料的附加示例光照模式的图。

图11A是用于固化可光固化材料的附加示例光照模式的图。

图11B是用于固化可光固化材料的附加示例光照模式的图。

图12A和12B是示例聚合物产品的图。

图13A是示例聚合物产品的图。

图13B是在模具上的聚合物材料的示例沉积的图像。

图13C是在固化聚合物材料之后形成的示例聚合物产品的图像。

图13D是示出聚合物产品的厚度的图像。

图14是用于制备聚合物的另一示例***的图。

图15A-15F是用于制备聚合物产品的另一示例***的图。

图16是示例光学膜的横截面图。

图17是用于制备聚合物产品的示例过程的流程图。

图18是示例计算机***的图。

具体实施方式

本文描述了用于制备聚合物膜的***和技术。所描述的实现方式中的一个或多个可用于以高度精确的、受控的和可再现的方式制备聚合物膜。所得聚合物膜可用于各种对变化敏感的应用中(例如，作为光学成像***中的目镜的一部分)。

在一些实现方式中，可以制备聚合物膜，使得消除或以其他方式减少皱褶、不均匀的厚度或其他非预期的物理变形。这可以是有用的，例如，因为所得聚合物膜表现出更可预测的物理和/或光学性质。例如，以这种方式制备的聚合物膜可以以更可预测和一致的方式衍射光，因此，更适合于使用高分辨率光学成像***。在一些情况下，使用这些聚合物膜的光学成像***可以产生比其他聚合物膜可能产生的更清晰和/或更高分辨率的图像。

用于制备聚合物膜的示例性***100在图1中示出。***100包括两个可致动台(stage)102a和102b、两个模具结构104a和104b、两个光源106a和106b、支撑框架108和控制模块110。

在***100的操作期间，两个模具结构104a和104b(也称为“光学平板(flat)”)分别固定到(例如，通过夹具(clamp)112a和112b)可致动台102a和102b。在一些情况下，夹具112a和112b可以是磁性(例如，电磁体)和/或气动夹具，其使得模具结构104a和104b能够可逆地安装到可致动台102a和102b并从其上移除。在一些情况下，夹具112a和112b可以由开关和/或控制模块110控制(例如，通过选择性地向夹具112a和112b的电磁体施加电和/或选择性地致动气动机构以接合模具结构或使模具结构脱离接合)。

可光固化材料114(例如，当暴露于光时硬化的光聚合物或光活化树脂)被沉积到模具结构104b中。模具结构104a和104b被移动到彼此附近(例如，通过沿支撑框架108垂直地移动可致动台102a和/或102b)，使得可光固化材料114被模具结构104a和104b包围。可光固化材料114然后被固化(例如，通过将可光固化材料114暴露于来自光源106a和/或106b的光)，从而形成具有由模具结构104a和104b限定的一个或多个特征的薄膜。在可光固化材料114已经固化之后，模具结构104a和104b远离彼此移动(例如，通过沿支撑框架108垂直地移动可致动台102a和/或102b)，并且提取膜。

可致动台102a和102b被配置为分别支撑模具结构104a和104b。此外，可致动台102a和102b被配置为在一个或多个维度上分别操纵模具结构104a和104b，以控制位于模具结构104a和104b之间的间隙体积116。

例如，在一些情况下，可致动台102a可以使模具结构104a沿一个或多个轴平移。作为示例，可致动台102a可使模具结构104a沿笛卡尔坐标系(即，具有三个正交布置的轴的坐标系)中的x轴、y轴和/或z轴平移。在一些情况下，可致动台102a可使模具结构104a围绕一个或多个轴线旋转或倾斜。作为示例，可致动台102a可以使模具结构104a沿笛卡尔坐标系中的x轴(例如，使模具结构104a“滚动”)、y轴(例如，使模具结构104a“俯仰”)和/或z轴(例如，使模具结构104a“偏转”)旋转。除了上述那些之外或代替上述那些，相对于一个或多个其他轴线进行平移和/或旋转也是可以的。类似地，可致动台102b还可使模具结构104b沿一个或多个轴平移和/或使模具结构104b绕一个或多个轴旋转。

在一些情况下，可致动台102a可根据一个或多个自由度(例如，一个、两个、三个、四个或更多个自由度)操纵模具结构104a。例如，可致动台102a可以根据六个自由度操纵模具结构104a(例如，沿x轴、y轴和z轴的平移，以及围绕x轴、y轴和z轴的旋转)。除了上述那些之外或者代替上述那些，根据一个或多个其他自由度的操纵也是可以的。类似地，可致动台102b还可以根据一个或多个自由度操纵模具结构104b。

在一些情况下，可致动台102a和102b可包括一个或多个电动机组件，其被配置为操纵模具结构104a和104b并控制间隙体积116。例如，可致动台102a和102b可包括被配置为操纵可致动台102a和102b的电动机组件118，从而重新定位和/或重新定向可致动台102a和102b。

在图1所示的示例中，可致动102a和102b都可相对于支撑框架108移动以控制间隙体积116。然而，在一些情况下，可致动台中的一个可相对于支撑框架108移动，而另一个可保持相对于支撑框架108静止。例如，在一些情况下，可致动台102a可被配置为通过电动机组件118相对于支撑框架108在一个或多个维度上平移，而可致动台102b可保持相对于支撑框架108静止。

模具结构104a和104b共同限定用于可光固化材料114的封壳。例如，模具结构104a和104b在一起对准时可以限定中空模具区域(例如，间隙体积116)，在该中空模具区域内可以将可光固化材料114沉积并固化成膜。模具结构104a和104b还可以在所得膜中限定一个或多个结构。例如，模具结构104a和104b可包括从表面120a和/或120b开始的一个或多个突出结构(例如，光栅)，其在所得膜中赋予对应的通道。作为另一示例，模具结构104a和104b可包括被限定在表面120a和/或120b中的一个或多个通道，其在所得膜中赋予对应的突出结构。在一些情况下，模具结构104a和104b可以在所得膜的一侧或两侧上赋予特定的图案。在一些情况下，模具结构104a和104b根本不需要在所得膜上赋予任何突起和/或通道的图案。在一些情况下，模具结构104a和104b可以限定特定的形状和图案，使得所得膜适合用作光学成像***中的目镜(例如，使得膜具有向膜赋予特殊光学特性的一个或多个光衍射微结构或纳米结构)。

在一些情况下，模具结构104a和104b的彼此面对的表面可以各自基本上是平坦的，使得在它们之间限定的间隙体积116表现出500nm或更小的TTV。例如，模具结构104a可包括基本上平坦的表面120a，模具结构104b可具有基本上平坦的表面120b。基本上平坦的表面可以是例如与理想平坦表面(例如，完美平坦表面)的平坦度偏离100nm或更小(例如，100nm或更小、75nm或更小、50nm或更小等)的表面。基本上平坦的表面还可以具有2nm或更小(例如，2nm或更小、1.5nm或更小、1nm或更小等)的局部粗糙度和/或500nm或更小(例如，500nm或更小、400nm或更小、300nm或更小、50nm或更小等)的边缘到边缘的平坦度。在一些情况下，模具结构104a和104b的一个或两个表面可被抛光(例如，以进一步增加表面的平坦度)。例如，基本上平坦的表面可能是有益的，因为其使得模具结构104a和104b能够限定沿模具结构104a和104b的范围在厚度上基本一致(例如，具有500nm或更小的TTV)的间隙体积116。由此，所得的光学膜可以是平坦的(例如，具有小于或等于特定阈值的总厚度变化[TTV]和/或局部厚度变化[LTV]，例如小于500nm、小于400nm、小于300nm等)。此外，抛光的模具结构104a和104b例如在提供用于光学成像应用的更平滑的光学膜方面可以是有益的。例如，由较光滑的光学膜构成的目镜可表现出改善的成像对比度。

示例性光学膜1600的TTV和LTV在图16中示出。光学膜1600的TTV是指光学膜1600相对于光学膜1600的整体的最大厚度(T_最大)减去光学膜1600相对于光学膜的整体的最小厚度(T_最小)(例如，TTV＝T_最大-T_最小)。光学膜1600的LTV是指光学膜1600相对于光学膜1600的局部部分的最大厚度(T_局部最大)减去光学膜1600相对于光学膜1600的局部部分的最小厚度(T_局部最小)(例如，LTV＝T_局部最大-T_局部最小)。取决于应用，局部部分的尺寸可以不同。例如，在一些情况下，局部部分可以被限定为光学膜的具有特定表面积的部分。例如，对于打算用作光学成像***中的目镜的光学膜，局部部分的表面积可以是直径为2.5英寸的区域。在一些情况下，取决于目镜设计，局部部分的表面积可以不同。在一些情况下，取决于光学膜的尺寸和/或特征，局部部分的表面积可以不同。

模具结构104a和104b也是刚性的，使得它们在膜制备过程期间不会挠曲或弯曲。模具结构104a和104b的刚度可以用其弯曲刚度的术语来表示，该弯曲刚度是模具结构(E)的弹性模量和模具结构的面积二次矩(I)的函数。在一些情况下，模具结构每一者可具有1.5Nm²或更大的弯曲刚度。

更进一步地，模具结构104a和104b对于适合于使可光固化材料光固化的一个或多个波长(例如，在315nm和430nm之间)的辐射可以是部分或完全透明的。更进一步地，模具结构104a和104b可以由在高达特定阈值温度(例如，高达至少200℃)下热稳定(例如，尺寸或形状不变)的材料制成。例如，模具结构104a和104b可以由玻璃、硅、石英、特氟隆和/或聚二甲基硅氧烷(PDMS)以及其他材料制成。

在一些情况下，模具结构104a和104b可以具有大于特定阈值的厚度(例如，厚于1mm、厚于2mm等)。例如，这是有益的，因为足够厚的模具结构更难以弯曲。因此，所得膜不太可能表现出厚度不规则性。在一些情况下，模具结构104a和104b的厚度可以在特定范围内。例如，模具结构104a和104b每一个的厚度可以在1mm和50mm之间。该范围的上限可以例如对应于用于对模具结构104a和104b进行图案化的蚀刻工具的限制。实际上，取决于实现方式，其他范围也是可能的。

类似地，在一些情况下，模具结构104a和104b可具有大于特定阈值的直径(例如，大于3英寸)。这可能是有益的，例如，因为它使得可以同时制备相对较大的薄膜和/或多个单独的薄膜。此外，如果在模具结构之间(例如，在间隔件结构124和相对的模具结构104a或104b之间，例如在位置126处)俘获了不希望的颗粒物质，则其对所得膜的平坦度的影响减小。

例如，对于具有相对小直径的模具结构104a和104b，在模具结构104a和104b的一侧上的未对准(例如，由于在间隔件结构124中的一者上(诸如在位置126处)俘获的颗粒物质)可导致间隙体积116的厚度沿模具结构104a和104b的范围相对较尖锐地变化。因此，所得的一个或多个膜在厚度上表现出更突然的变化(例如，厚度沿膜的长度斜率更陡)。

然而，对于具有相对大直径的模具结构104a和104b，模具结构104a和104b的一侧上的未对准将导致间隙体积116的厚度沿模具结构104a和104b的范围更加平缓地变化。因此，所得的一个或多个膜表现出在厚度上较突然的变化(例如，厚度沿膜的长度斜率相对较平缓)。因此，具有足够大直径的模具结构104a和104b相对于俘获的颗粒物更“宽容”，并因此可以用于制备更一致和/或更平坦的膜。

作为示例，如果沿模具结构104a和104b的***的点(例如，在位置126处)俘获了5μm或更小的颗粒，并且模具结构104a和104b每一个具有8英寸的直径，则在模具结构104a和104b的范围内具有2平方英寸的水平表面积的间隙体积仍将具有500nm或更小的TTV。因此，如果将可光固化材料沉积在间隙体积内，则所得膜将类似地表现500nm或更小的TTV。

光源106a和106b被配置为生成适合于使可光固化材料114光固化的一个或多个波长的辐射。取决于所使用的可光固化材料的类型，一个或多个波长可以不同。例如，在一些情况下，可以使用可光固化材料(例如，可紫外光固化的液体硅氧烷弹性体，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(二甲基硅氧烷))，并且对应地，光源可被配置为生成波长在从315nm至430nm范围内的辐射以使可光固化材料光固化。在一些情况下，模具结构104a和104b中的一者或多者可以对适合于使可光固化材料114光固化的辐射是透明的或基本透明的，使得来自光源106a和/或106b的辐射可以穿过模具结构104a和/或104b并撞击在可光固化材料114上。

控制模块110通信地耦合到可致动台102a和102b，并且被配置为控制间隙体积116。例如，控制模块110可以从传感器组件122(例如，具有一个或多个电容和/或压敏传感器元件的设备)接收关于间隙体积116的测量(例如，在一个或多个位置处的模具结构104a和104b之间的距离)，并且作为响应重新定位和/或重新定向模具结构104a和104b中的一个或两个(例如，通过将命令发送给可致动台102a和102b)。

作为示例，如图1所示，***100可包括从模具结构(例如，模具结构104b)的一个或多个表面朝向相对的模具结构(例如，模具结构104a)突出的一个或多个间隔件结构124(例如，突起或垫片)。间隔件结构124可各自具有基本上相等的垂直高度，使得当将模具结构104a和104b放在一起(例如，压在一起)时，间隔件结构124邻接模具结构104a和104b以及在它们之间限定基本上平坦的间隙体积116。

此外，间隔件结构124可以被定位为接近且至少部分地包围模具结构104a和104b的用于接收和固化可光固化材料114的区域。这可以是有益的，例如，因为它使得***100能够制备具有低TTV和/或LTV的聚合物膜，而不必要求跨模具结构104a和104b的整个延伸范围上维持低TTV和/或LTV。例如，可以制备多个不同的聚合物膜，而不需要在模具结构104a和104b之间的整个体积上实现低TTV。因此，可以提高制备过程的产量。

例如，图2示出了示例性模具结构104a和104b，在它们之间设置有间隔件结构124。当将模具结构104a和104b放在一起时，间隔件结构124邻接模具结构104a和104b，并物理地阻止模具结构104a和104b彼此比间隔件结构124的垂直高度202更近。因为间隔件结构124中每一个的垂直高度202基本相等，在模具结构104a和104b之间限定了基本上平坦的间隙体积116。在一些情况下，间隔件结构124的垂直高度202可以基本等于所得膜的期望厚度。

间隔件结构124可以由各种材料构造。在一些情况下，间隔件结构124可以由在高达特定阈值温度(例如，高达至少200℃)下是热稳定的(例如，尺寸或形状不变)的材料构成。例如，间隔件结构124可以由玻璃、硅、石英和/或特氟隆等材料制成。在一些情况下，间隔件结构124可以由与模具结构104a和/或104b相同的材料构成。在一些情况下，间隔件结构124可以由与模具结构104a和/或104b不同的材料构成。在一些情况下，间隔件结构124中的一个或多个可以与模具结构104a和/或104b一体形成(例如，从模具结构104a和/或104b蚀刻、通过光刻制造工艺压印到模具结构104a和/或104b上、或例如通过添加(additive)制造工艺将其添加地形成在模具结构104a和/或104b上)。在一些情况下，间隔件结构124中的一个或多个可以与模具结构104a和/或104b分离，并且可以被固定到或附到模具结构104a和/或104b上(例如，使用胶水或其他粘合剂)。

尽管在图2中示出了两个间隔件结构124，但是这仅是说明性示例。实际上，可以存在从模具结构104a、模具结构104b或这两者突出的任何数量的间隔件结构124(例如，一个、两个、三个、四个或更多个)。更进一步地，尽管图2示出了沿模具结构104a和104b的***定位的间隔件结构124，实际上，每一个间隔件结构124可以沿模具结构104a和104b的范围定位在任何地方。

在浇铸和固化过程期间，各种因素可干扰所得膜的形状，导致其变得从其预期形状变形。例如，由于在聚合过程期间内部应力的建立，膜可能会变形。例如，随着可光固化材料的固化，可光固化材料的单体聚合成更长和更重的链。对应地，随着聚合物链物理地一起移动，可光固化材料的体积减小(例如，经历“收缩”)。这导致在可光固化材料内部的内部应力(例如，由对聚合物链迁移率的阻抗引起的应力)的建立以及在可光固化材料内的应变能的存储。当从模具中提取出固化的膜时，应变能被释放，导致膜变薄。取决于内部应力的空间分布，膜可以不同地薄。因此，取决于在聚合过程中引入的内部应力的特定空间分布，可能在膜之间呈现变化。因此，可在浇铸过程期间通过调节膜内的应力分布来改善膜的一致性。

为了说明，图3A示出了在浇铸和固化过程期间的示例性聚合物膜300(例如，当聚合物膜300位于模具结构104a和104b之间时)，图3B示出了在固化和提取之后的聚合物膜300(例如，在聚合物膜300已经被“脱模”之后)。如图3A所示，随着聚合物膜300固化，其尺寸缩小(由垂直箭头指示)。这可以导致聚合物膜300从模具结构104a和/或104b脱层(例如，如果应力大于聚合物膜与模具结构之间的粘附力或结合力)。此外，这可能导致模具结构104b从将模具结构104b保持在适当位置的真空吸盘302分离(例如，如果应力大于真空吸盘302的真空强度)。更进一步，这可能导致模具结构104a和104b中的破裂(例如，如果应力大于模具结构的强度)。更进一步，该收缩可导致应变能在聚合物膜300内的存储。如图3B所示，在从模具结构104a和104b中取出聚合物膜300之后，其经历结构松弛和进一步收缩(由垂直箭头指示)，导致聚合物膜300变薄。

聚合物膜可以根据内部应力的空间分布而不同地变薄，从而导致厚度的局部变化。在一些情况下，厚度变化分布与用于使可光固化材料光固化的光的强度分布相关。

作为示例，图4示出了用于使可光固化材料光固化的光400的示例强度分布(例如，使用具有重叠区域的2×2紫外线(UV)光源阵列生成的光)。具有较高光强度的分布的部分以较深的阴影示出，而具有较低光强度的部分以较浅的阴影示出。图5A和5B示出了使用具有强度分布400的光固化的两个示例聚合物膜500a和500b。如图5A和5B所示，聚合物膜500a和500b中的每一个都表现出皱纹和明显的厚度变化，特别是在其条纹处。

在固化过程之前、期间和/或之后，可以使用各种技术来调节聚合物膜内的内部应力。

在一些情况下，可以在固化过程期间调节模具结构104a和104b，以补偿可光固化材料中的收缩。一个示例，图6A示出了位于模具结构104a和104b之间的可光固化材料114。在该示例中，模具结构104b被固定在适当的位置(例如，固定到真空吸盘302)，而模具结构104a被配置为上下移动(例如，使用可致动台远离模具结构104a并且朝着模具结构104b移动)。此外，模具结构104a和104b被定位成使得它们在可光固化材料114上施加特定量的力。

在固化过程期间，将光导向可光固化材料114。随着可光固化材料114固化并缩小尺寸(例如，减小厚度)，模具结构104a朝着模具结构104b移动，以补偿尺寸的变化并在可光固化材料114上维持相同量的作用力。这减少或以其他方式消除了可光固化材料内的内应力的建立，并减少了可光固化材料114在其固化和从模具提取之后的潜在厚度变化。

在一些情况下，模具结构104a和104b可以在可光固化材料114仍处于“可回流”液相时(例如，在将可光固化材料114固化至其胶凝点之前)向可光固化材料114施加压缩力。在一些情况下，模具结构104a和104b可以在可光固化材料114处于可压缩胶凝相时向可光固化材料114施加压缩力(例如，在可光固化材料114已经固化至其胶凝点之后，但是在其达到凝固点之前)。

在一些情况下，可以根据闭环控制***来操作模具结构104a和104b。例如，如图6A所示，模具结构104a和104b可包括一个或多个传感器组件122，其包括力传感器，每一个传感器组件被配置为测量沿特定模具结构104a或104b在特定位置处的施加力。传感器组件122可以通信地耦合到控制模块110(例如，如图1所示和所描述的)，并且可以被配置为在***的操作期间将力的测量发送给控制模块110。基于力的测量，控制模块110可以控制模具结构104a相对于模具结构104b的位置(例如，使用可致动台102a)以在固化过程期间维持可光固化材料114上的恒定力，同时维持模具结构104a和模具结构104b之间的平行度。所得聚合物膜的最终厚度和存储在聚合物膜中的应力水平可以通过调节对可光固化材料114施加的力来控制。在一些情况下，可以将5N至100N范围内的力施加于可光固化材料114。在一些情况下，施加更大的力可使聚合物膜的最终厚度更接近模具结构104a和104b之间的初始间隙的宽度，但对聚合物膜内的应力的调节较小。

在一些情况下，可以根据开环控制***操作模具结构104a和104b。例如，如图6B所示，模具结构104a和104b可包括一个或多个可压缩间隔件结构602以及一个或多个不可压缩间隔件结构604。不可压缩间隔件结构604限定了模具结构104a和104b之间的最小距离。可压缩间隔件结构602具有比不可压缩间隔件结构604更大的高度，并且比不可压缩间隔件结构604不刚硬(例如，使得它们可以通过施加一定量的力而被压缩)。在***的操作期间，控制模块110使模具结构104a朝向模具结构104b移动以压缩可压缩间隔件结构604，并相应地向可光固化材料114施加预定的恒定力。控制模块110继续使模具结构104a朝向模具结构104b移动，直到它们通过不可压缩间隔件结构604邻接为止。

可压缩间隔件结构604中的每一个可以具有相同的高度和相同的刚度，使得模具结构104a和104b在可光固化材料114上施加均匀的力，同时保持模具结构104a和模具结构104b之间的平行度。可以通过指定用于可压缩间隔件结构604的特定高度和刚度来控制所得聚合物膜的最终厚度和存储在聚合物膜中的应力水平。在一些情况下，可压缩间隔件结构604的高度可以在比压缩间隔件结构604的高度大5％至15％之间(例如，对应于固化过程期间可光固化材料114的体积收缩)。在一些情况下，可压缩间隔件结构的刚度可以在0.01GPa和0.1GPa之间(例如，类似于橡胶)。在一些情况下，可压缩间隔件结构604可以由橡胶、聚乙烯、特氟隆、聚苯乙烯泡沫和/或其他可压缩材料构造。

在一些情况下，***还可包括位于模具结构104a和104b之间的一个或多个弹簧机构606。这些弹簧机构606可以进一步调节施加到可光固化材料114上的力的量，并进一步维持模具结构104a和模具结构104b之间的平行度。

在一些情况下，模具结构104a和104b可以循环地朝向彼此和远离彼此移动，以在固化过程期间对可光固化材料114施加循环载荷。这可以是有用的，例如，因为在固化过程期间在可光固化材料114期间的压缩和拉伸可以减轻在可光固化材料中建立的应力。

作为示例，如图7所示，可以根据一个或多个运动模式700a-c来移动模具结构104a。作为示例，在移动模式700a中，模具结构104a根据低响应时间和低增益而移动(例如，在可光固化材料114已经固化到其胶凝点之后，模具结构104a朝向模具结构104b移动并且逐渐移开)。作为另一示例，在移动模式700b中，模具结构104a根据高响应时间和高增益而移动(例如，模具结构104a在可光固化材料114已经固化到其胶凝点之后，根据“过冲”衰减振荡模式交替地远离模具结构104b移动和朝向模具结构移动)。作为另一示例，在移动模式700c中，模具结构104a根据中等响应时间和中等增益而移动(例如，模具结构104a在可光固化材料114已经固化到其胶凝点之后，根据“调谐”衰减振荡模式交替地远离模具结构104b移动和朝向模具结构移动)。尽管在图7中示出了三个示例性模式，取决于实现方式，其他模式也是可能的。

实际上，可以控制模具结构104a和104b，使得它们之间的间隔振荡或“弹跳”特定的次数，并根据特定的频率进行。作为示例，模具结构104a和104b之间的间隔可以在胶凝点和凝固点之间振荡一次或多次(例如，一次、两次、三次或多次)。在一些情况下，在胶凝点和固体点之间的时间长度可以是大约三秒。这可以对应于0.33Hz、0.67Hz、1Hz或更高的振荡。此外，振荡的幅度也可以变化。在一些情况下，每一个振荡相对于中心参考位置702可以在向上或向下大约5至10μm之间。

在一些情况下，可以通过在从模具中取出聚合物膜之前(例如，在对聚合物膜“脱模”之前)对聚合物膜进行退火来从聚合物膜消除内建应力。当聚合物膜仍处于模具结构之间时，可以使用各种技术将热施加到聚合物膜上。作为示例，可以通过传导加热和/或辐射加热来加热聚合物膜，例如，使用一个或多个加热卡盘、高强度灯、红外(IR)灯和/或微波。在一些情况下，辐射加热可能是优选的(例如，为了更快的处理时间并且仅潜在地选择性加热聚合物膜)。在一些情况下，可以通过将聚合物膜加热到40℃至200℃持续10秒至3分钟的时间来对其进行退火。

在一些情况下，可使用具有特定空间分布和/或特定时间特性的光的模式来固化可光固化材料114，以减少来自所得聚合物膜的内建应力。示例性光照模式800a-c在图8A-8C中示出。

如图8A所示，可以通过在时间段内(例如，从固化过程802的开始直到当可光固化材料完全固化时的固化过程804的结束)用具有连续且均匀强度的照明模式800a照射可光固化材料来固化可光固化材料。在一些情况下，使用光模式800a可能会导致聚合物产品806a具有显著量的建立应力(例如，不间断的暴露会损害聚合物材料对在收缩期间聚合物链的移动快速响应的能力)。在一些情况下，这可导致聚合物产品806a沿其***比沿其中心区域厚(例如，当沿yz平面的横截面观看时)。

如图8B所示，可以通过使用具有随时间而变化的强度的照明模式800b照射可光固化材料来固化可光固化材料。最初(例如，在固化过程802的开始)，可光固化材料被高强度光照射。随着固化过程的进行，用越来越低的强度的光照射可光固化材料，直到可光固化材料完全固化(例如，直到固化过程804的结束)。在一些情况下，光模式800b的使用可导致可光固化材料在固化过程的初始阶段吸收相对大量的光，从而导致产生足够的自由基来驱动聚合反应。随着光强度的降低，聚合物链可以缓慢地重新排列，从而导致交联网络中的相对较低量的应力(例如，与使用光照模式800a相比)。在一些情况下，与使用光照模式800a相比，这可以导致聚合物产品806b具有更好的机械性能(例如，更高的杨氏模量和/或硬度)和更一致的空间尺寸(例如，更低的TTV)。

如图8C所示，可通过使用具有随时间变化的强度的另一光照模式800c照射可光固化材料来固化可光固化材料。最初(例如，在固化过程802的开始)，可光固化材料被较低强度的光照射。随着固化过程的进行，可光固化材料被越来越高强度的光照射，直到可光固化材料被完全固化(例如，直到固化过程804的结束)。在一些情况下，光图案800c的使用可以导致可光固化材料在固化过程的初始阶段吸收相对较少量的光，从而导致在固化过程的早期阶段的反应速率较低。因此，可光固化材料的单体反应更慢，导致在网络中建立的应力相对较低。随后，可以使用更高强度的光来完全固化可光固化材料。在一些情况下，与使用光照模式800a相比，这可以导致更一致的空间尺寸(例如，较低的TTV)。然而，由于聚合速度相对较慢，因此在一些情况下(例如，与使用光照模式800b相比)机械性能可能不太理想。

尽管上面示出并描述了示例光照模式800a-c，但是这些仅仅是示例性示例。实际上，代替本文所述的那些或者除了本文所述的那些之外，也可以使用其他光照模式来固化可光固化材料。

在一些情况下，可通过在时间段内用一个或多个光脉冲照射可光固化材料来固化可光固化材料(例如，根据一个或多个开和关循环将可光固化材料暴露于光)。在一些情况下，辐射的每一个脉冲的持续时间(例如，每一个“开启”状态的持续时间)可以相对于脉冲之间的每一个时间段的持续时间(例如，每一个“关断”状态的持续时间)而变化。示例光照模式900a-c在图9中示出。

如图9A所示，可以通过在时间段内用具有多个脉冲的光照模式900a照射可光固化材料来固化可光固化材料。在此示例中，每一个脉冲的持续时间t_开启(例如，每一个“开启”状态的持续时间)等于脉冲之间的持续时间t_关断(例如，每一个“关断”状态的持续时间)，其对应于50％的光占空比。光模式900a可用于固化具有中等聚合速率的可光固化材料(例如，在“开启”阶段期间)，同时允许可光固化材料在固化过程期间(例如，在“关断”阶段期间)冷却。例如，这可有利于控制可光固化材料中的热和/或应力的量。此外，可以通过选择t_开启与t_关断的特定时间间隔来实现所得聚合物产品的物理性质(例如，聚合物产品的TTV图案)。在一些情况下，t_关断和t_开启可以在0.05s和5s之间。

如图9所示，也可以通过在时间段内用具有多个脉冲的另一光照模式900b照射可光固化材料来固化可光固化材料。在此示例中，每一个脉冲的持续时间t_开启(例如，每一个“开启”状态的持续时间)大于脉冲之间的持续时间t_关断(例如，每一个“关断”状态的持续时间)，这对应于大于50％的光的占空比。可以使用光模式900b来固化具有较低聚合速率的可光固化材料(例如，与光照模式900a相比，通过在“开启”阶段施加更多的光来驱动聚合)，同时还允许可光固化材料在固化过程期间(例如，在“关断”阶段)冷却。如上所述，这可有利于控制可光固化材料中的热和/或应力的量。此外，可以通过选择t_开启与t_关断的特定时间间隔来实现所得聚合物产品的物理性质(例如，聚合物产品的TTV图案)。在一些情况下，t_关断可以在0.05s至5s之间，t_开启可以在0.05s至5s之间。

如图9所示，还可以通过在时间段内用具有多个脉冲的另一光照模式900c照射可光固化材料来固化可光固化材料。在该示例中，每一个脉冲的持续时间t_开启(例如，每一个“开启”状态的持续时间)小于脉冲之间的持续时间t_关断(例如，每一个“关断”状态的持续时间)，这对应于小于50％的光的占空比。光模式900c可用于固化具有更快聚合速率的可光固化材料(例如，与光照模式900a相比，通过在“开启”阶段施加较少的光来驱动聚合)，同时还允许可光固化材料在固化过程期间(例如，在“关断”阶段)冷却。如上所述，这可有利于控制可光固化材料中的热和/或应力的量。此外，可以通过选择t_开启与t_关断的特定时间间隔来实现所得聚合物产品的物理性质(例如，聚合物产品的TTV图案)。在一些情况下，t_关断可以在0.05s和5s之间，t_开启可以在0.05s和5s之间。

在一些情况下，一个或多个辐射脉冲的强度可以具有与一个或多个其他辐射脉冲不同的强度。示例光照模式1000a-c在图10中示出。在这些示例的每一个中，辐射脉冲在具有较高强度的脉冲与具有较低强度的脉冲之间交替。例如，这可能是有用的，因为一些可光固化材料具有较低的热导率，并且紫外线和/或放热过程生成的热将花费更长的时间通过传导耗散。高强度脉冲和低强度脉冲的交替可以帮助将固化反应维持在较平稳的速率。尽管图10中示出的模式1000a-c在具有两个不同强度的脉冲之间交替，但是这些仅是说明性示例。在一些情况下，模式可以在具有三个或更多个不同强度(例如，三个、四个、五个或更多个)的脉冲之间交替。此外，在一些情况下，根据规则或重复的模式，模式不会在具有不同强度的脉冲之间交替。例如，模式可以包括具有强度的任何组合并且以任何顺序布置的脉冲。

实际上，取决于实现方式，脉冲的频率可以不同。例如，脉冲的频率可以在0.1Hz和20Hz之间。在一些情况下，脉冲频率可以恒定。在一些情况下，脉冲频率会随时间变化。

在一些情况下，可以通过向可光固化材料照射强度相对于空间变化的光来固化可光固化材料。例如，可以用较高强度的光照射可光固化材料的某些部分，而可以用较低强度的光照射可光固化材料的其他部分。例如，这在控制局部区域中聚合可光固化材料的速率以调节热和/或应力的建立方面可能是有用的。

作为示例，图11A示出了相对于空间(从xy平面观看)变化的光照模式1100。较浅的阴影对应较低的光强度，而较暗的阴影对应较高的光强度。光照模式的横截面轮廓1102(例如，沿x方向)。在该示例中，光照模式1100用较低强度的光照射中心部分1102，而用较高强度的光照射周围部分1104(例如，根据弯曲轮廓图案)。这是有益的，因为聚合物膜通常在其中心处比沿其边缘处积累更多的应力(例如，由于缺少周围的可回流聚合物材料来补偿收缩)。因此，将聚合物膜的中心部分暴露于与其边缘相比不那么强的光下(例如，减慢聚合速率)可以减少累积的应力量，并改善聚合物膜的一致性。尽管在图11A中示出了示例性模式，但是这仅是说明性示例。实际上，取决于实现方式，光照模式可以具有不同的空间图案。

此外，在一些情况下，可通过依次用光照射可光固化材料的不同部分来固化可光固化材料。例如，可首先用光照射可光固化材料的某些部分，然后再照射可光固化材料的其他部分。例如，这在以特定顺序控制局部区域中的聚合可光固化材料的速率以调节热和/或应力的建立方面可能是有用的。

作为示例，图11B示出了具有以同心图案布置的五个区域1152a-e的光照模式1150。在该示例中，可通过首先沿中心部分1152a、然后沿环部分1152b、然后沿环部分1152c、然后沿环部分1152d、最后沿环部分1152e按顺序照射可光固化材料来固化可光固化材料(例如，使得首先固化可光固化材料的中心，最后固化可光固化材料的边缘)。这是有益的，例如，因为通过周围的可回流聚合物材料提供了横向收缩补偿(例如，沿xy平面)。可以例如使用可单独寻址的光源阵列(例如，一个或多个发光二极管阵列)、UV光学器件、灰度UV窗口、UV掩模、虹膜快门等来实现辐射的顺序模式。尽管在图11B中示出了示例性图案，但是这仅是说明性示例。实际上，光照模式可以包括在浇铸过程期间以任何顺序被照射的任何数量的不同区域。

此外，尽管以上示出和描述了几种不同的技术，但是这些技术不是相互排斥的。实际上，可以结合使用任何数量的这些技术来调节聚合物产品中应力的建立，以改善聚合物产品的一致性。作为示例，可以通过单独或任意组合地在浇铸之前、期间和之后控制模具结构之间的相对空间(例如，如关于图6A、6B和7所述)、根据光照模式照射可光固化材料来制备聚合物产品，光照模式具有不同的空间和/或分布和/或时间特性(例如，如关于图8A-8C、9、10、11A和11B所描述的)。

此外，这些技术中的一种或多种可以用于制备具有特定形状的聚合物产品。作为示例，在图12A和12B的横截面中示出了几种不同的聚合物产品1200。例如，如图12A所示，聚合物产品1200可具有不对称的横截面配置或不对称的横截面构造。在一些情况下，当以横截面观看时，聚合物产品1200可以具有一个或多个凸表面。在一些情况下，当以横截面观看时，聚合物产品1200可具有一个或多个凹表面。此外，如图12B所示，聚合物产品1200可具有中心目镜区域1202(例如，用于接收和发送光的光学部分)和支撑部分1204(例如，为目镜区域提供结构支撑的径向***部分)。可以使用本文描述的一种或多种技术来实现这些布置。

作为示例，可以通过结合关于图11A和11B示出和描述的技术来制备聚合物产品1200a。例如，可以根据结合光照模式1150的部分1152a-d初始照射(例如，用UV光)可光固化材料。此外，可以根据光照模式1100来设置光强度的空间分布(例如，使得可光固化材料的中心部分1102被较低强度的光照射，而***部分1104根据弯曲的轮廓图案被逐渐较高强度的光照射)。这导致平坦的中心目镜区域1202。随后，可以根据光照模式1150的部分1152e(例如，沿聚合物产品的***)使用基本上较低的光强度(例如，低于部分1152a-d的光照强度)照射(例如，用紫外光)可光固化材料。这导致沿聚合物产品的***的支撑部分1204较厚。

聚合物产品的平面形状(例如，在x-y平面中)也可以依赖于实现方式而变化。作为示例，在图13中的平面图(例如，从x-y平面观看)中示出了几个不同的聚合物产品1300。如图13A所示，聚合物产品1300可以具有关于x-y平面的不对称配置或不对称构造。在一些情况下，聚合物产品1300可以具有相对于x-y平面的圆形或基本上圆形的形状。在一些情况下，聚合物产品1300可具有相对于x-y平面的卵形或基本卵形的形状。在一些情况下，聚合物产品1300可具有相对于x-y平面的任意或非晶形状(例如，具有一个或多个边缘或曲线)。其他形状也是可能的，这取决于实现方式。

此外，聚合物产品1300可以包括一个或多个孔1302(例如，不存在至少部分地由聚合物材料封闭的空隙区域)。依赖于实现方式，孔的平面形状也可以变化。如图13A所示，孔1302可具有相对于x-y平面的不对称配置或不对称构造。在一些情况下，孔1302可具有相对于x-y平面的圆形或基本上圆形的形状。在一些情况下，孔1302可具有相对于x-y平面的卵形或基本卵形的形状。在一些情况下，孔1302可具有相对于x-y平面的任意或非晶形状(例如，具有一个或多个边缘或曲线)。取决于实现方式，其他形状也是可能的。

在一些实现方式中，聚合物产品1300及其孔1302可以具有共同的形状(例如，限定圆形孔的圆形聚合物产品)。在一些实现方式中，聚合物产品1300及其孔1302可以具有不同的相应形状(例如，限定卵形孔的圆形聚合物产品)。取决于实现方式，聚合物产品形状和孔形状的其他组合也是可能的。

可以以各种方式来限定孔1302。作为示例，可以根据特定图案(例如，空隙区域的图案，该空隙区域具有与孔的期望平面形状类似或相同的平面形状)将聚合物材料沉积到第一模具上。当第一模具与第二模具合在一起时，聚合物材料在模具之间散布(spread)，从而形成具有空隙区域的形状。随后聚合物材料被固化以形成聚合物产品。

作为另一示例，第一模具可以包括安装到其表面的间隔件结构(例如，具有与孔的期望平面形状类似或相同的平面形状的间隔件结构)。将聚合物材料沉积到第一模具上，使得其围绕间隔件结构流动，从而在间隔件结构周围形成空隙区域。当第一模具与第二模具合在一起时，聚合物材料在模具之间并且沿着间隔件结构的周边散布。随后聚合物材料被固化以形成聚合物产品。

作为另一示例，可将聚合物材料沉积到第一模具上。第一模具可以与具有安装到其表面的间隔件结构(例如，具有与孔的期望平面形状类似或相同的平面形状的间隔件结构)的第二模具合在一起，从而在间隔件结构周围形成空隙区域。随后聚合物材料被固化以形成聚合物产品。

在一些实现方式中，一个或多个孔1302可以在模制(molding)和浇铸过程期间限定并且可以被保留在最终产品(例如，用于安装在光学***中的聚合物产品)中。在一些实现方式中，一个或多个孔1302可在模制和浇铸过程期间限定并且可从最终产品将其移除(例如，通过将聚合物产品切割或单体化(singulating)成不包含孔的一个或多个部分，该过程在将该部分安装到光学***之前进行)。

孔1302提供各种技术益处。例如，孔1302可在制造过程期间用作对准或配准引导件。例如，在金属化、堆叠和/或单体化(singulation)工艺期间，孔1302可充当视觉地标以使一个或多个工具相对于聚合物产品对准。可以手动地(例如，通过用户)或自动地(例如，通过耦接到用于控制工具的取向的一个或多个控制模块的计算机成像***)执行对准。

作为另一示例，孔1302的存在使得聚合物产品能够沿着其内表面(例如，沿着孔1302的边界)而不是沿着其外表面(例如，沿着聚合物产品的外边界)被控制(grip)和操纵。在一些实现方式中，这使得在更好地保持聚合物产品的物理完整性(例如，减弱或减少弯曲或折叠)的同时使得聚合物产品能够被处理。

图13B示出了在模具上的聚合物材料(例如，可光固化树脂)的示例沉积。图13C示出了在固化聚合物材料之后形成的示例性聚合物产品。图13D示出了聚合物产品的厚度。在图13D所示的示例中，聚合物产品呈现出沿着聚合物产品的大部分(不直接邻近孔的区域)的约0.5μm的TTV。

在一些情况下，***100还包括一个或多个加热元件，以在固化过程期间将热施加到可光固化材料上。例如，这有利于促进固化过程。例如，在一些情况下，热和光都可以用来固化可光固化材料。例如，热的施加可用于加速固化过程、使固化过程更有效和/或使固化过程更一致。在一些情况下，可以使用热代替光来执行固化过程。例如，热的施加可以用于固化可光固化材料，并且不需要使用光源。

在图14中示出了用于制备聚合物膜的示例性***1400。通常，***1400可以与图1所示的***100类似。例如，***1400可以包括两个可致动台102a和102b、两个模具结构104a和104b、支撑框架108、控制模块110和电动机组件118。为了便于说明，在图14中未示出控制模块110和电动机组件118。

然而，在该示例中，***1400不包括两个光源106a和106b。相反，它包括两个加热元件1402a和1402b，其分别被定位为与模具结构104a和104b相邻。加热元件1402a和1402b被配置为与模具结构104a和104b一起移动(例如，通过可致动台102a和102b)，并且被配置为在固化过程期间向模具结构104a和104b之间的可光固化材料114施加热。

加热元件1402a和1402b的操作可以由控制模块110控制。例如，控制模块110可以通信地耦合到加热元件1402和1402b，并且可以选择性地将热施加到可光固化材料114(例如，通过将命令发到加热元件1402a和1402b)。

示例加热元件1402a和1402b金属加热元件(例如，镍铬合金或电阻丝)、陶瓷加热元件(例如，二硅化钼或PTC陶瓷元件)、聚合物PTC加热元件、复合加热元件或它们的组合。在一些情况下，加热元件1402a和1402b可以包括金属板，以促进将热均匀地传递到模具结构104a和104b。

尽管在图14中示出了两个加热元件1402a和1402b，但是在一些情况下，***可以包括任何数量的加热元件(例如，一个、两个、三个、四个或更多)，或者根本不包括加热元件。此外，尽管示出***1400被示出为不具有光源106a和106b，但是在一些情况下，***可以结合包括一个或多个光源和一个或多个加热元件。

用于制备聚合物膜的另一示例***1500在图15A-15F中示出。图15A示出了***1500的上部部分(例如，***中被配置为操纵上部可致动台的部分)和***1500的下部部分(例如，***中被配置为操纵下部可致动台的部分)。图15B和15C分别从正面的(elevated)角度和下沉的(sunken)角度示出了***1500的上部部分。图15E示出了在***1500中使用的示例电动机。图15E和15F分别示出了从前方和后方的角度观看的***1500的下部部分。

通常，***1500可以分别类似于图1和图14中所示的***100和1400。例如，***1500可以包括两个可致动台102a和102b、两个模具结构104a和104b、支撑框架108、控制模块110、电动机组件118、光源106a和106b和/或加热元件1402a和1402b。为了便于说明，图15中未示出控制模块110、光源106a和106b以及加热元件1402a和1402b。

***1500可以根据不同的相应自由度使用电动机组件118来操纵可致动台102b和102b。例如，***1500可以被配置为沿着z方向平移可致动台102a(例如，上部可致动台)，并且使可致动台102a围绕x轴和y轴旋转(例如，使可致动台102a“倾斜(tip)”或“偏斜(tilt)”)。然而，***1500可以被配置为限制可致动台102a沿着y方向和x方向的平移，并且限制可致动台102围绕z轴的旋转。

作为另一示例，***1500可以被配置为沿着x方向、y方向和z方向平移可致动台102b(例如，下部可致动台)，并且使可致动台102a围绕z轴旋转。然而，***1500可以被配置为限制可致动台102b围绕x轴和y轴的旋转。

该配置使得***1500能够使可致动台102a和102b相对于彼此对准(例如，以促进模制和浇铸过程的进行(performance))。此外，这可以降低操作和维护***的复杂性(例如，通过将***的自由度减小到有限子集)。然而，在一些实现方式中，***1500可被配置为根据六个自由度(例如，沿着x方向、y方向和z方向的平移以及围绕x方向、y方向和z方向的旋转)或根据其任何子集来操纵可致动台102a和/或可致动台102b。

如图15A-15C所示，电动机组件118包括多个电动机1502以操纵可致动台102a。在图15D中更详细地示出了示例性电动机1502。电动机1502包括音圈1504(例如，电线线圈)、跟踪某些部件(例如，附接到滑动轴承1512a和1512b的移动侧的部件)的垂直位置(例如，z位置)的光学线性编码器1506、第一安装结构1508(例如，用于附接到支撑框架108)和第二安装结构1510(例如，用于附接到可致动台102)。控制模块110(例如，如图1所示)被配置为将电流施加到音圈1504。该电流感应通过音圈1504的磁力，该磁力提供动力(例如，推动或拉动电动机1502的安装结构1508和1510使其远离或朝向彼此)。在一些情况下，电动机1502可以被称为线性电动机。

控制模块110可以被配置为将变化量的电流施加到音圈1504以控制电动机1502的致动。此外，电动机1502和控制模块110中的每一者的光学线性编码器1506可以以不同方式操作并结合地操纵可致动台102a。例如，控制模块110可以使用光学线性编码器1506来确定每个电动机1502的位置，并且可以将不同的电流图案施加到每个音圈1504以以不同的方式来平移和/或旋转可致动台102a。作为示例，电动机1502可以被一致地操作以在z方向上升高或降低可致动台102a。作为另一示例，电动机1502可以***作以将可致动102a台选择性地升高到一个或多个点处和/或将可致动102b台选择性地降低到一个或多个其他点处(例如，以使可致动台102a倾斜或偏斜)。

电动机1502还包括各种轴承，以限制可致动台102b的移动自由度。例如，在图15B所示的示例中，电动机1502包括位于电动机1502的相对端部上的两个轴承滑块(bearingslide)1512a和1512b。轴承滑块1512aa和1512b使得电动机1502的两个相对部分沿着z方向相对于彼此平移，但是限制沿着x方向和y方向的平移。此外，电动机1502包括球面轴承1514。球面轴承1514提供电动机的两个相对部分之间的锚定点，同时允许该两个部分相对于彼此绕x轴、y轴和/或z轴旋转。此外，电动机1502包括附加的轴承载滑块1516。轴承滑块1516使得电动机1502的两个相对部分沿着横向方向(例如，在沿x-y平面的方向上)平移，但限制沿其他横向方向和z方向的平移。结合起来，这些轴承限制电动机1502的致动的自由度。此外，当结合来操作时，电动机1502可以根据特定自由度来操纵可致动台102b(例如，如上所述)。

***1500还可以包括一个或多个弹簧机构以使可致动台102a朝向特定位置偏斜(bias)。这可以用于例如减小可致动台102a在电动机1502上的负载。例如，参考图15A-15C，***1500可以包括沿着支撑框架108分布的多个弹簧机构1518。每个弹簧机构1518被物理地耦接到支撑框架108和可致动台102a，并且使可致动台102a朝向支撑框架108偏斜(例如，通过在它们之间施加弹力，从而抵抗重力)。在一些实现方式中，由弹簧机构1518施加的力可以被选择为使得在没有电动机1502施加的力的情况下使可致动台102a被搁置在特定位置(例如，空闲位置)。

如图15E和15F所示，***1500的下部部分包括用于操纵可致动台102b和模具104b的多个机构。在一些实现方式中，这些机构可以被配置为在x方向、y方向和z方向上平移可致动台102b和模具104b，并且使可致动台102b和模具104b围绕z轴旋转。

例如，***1500的下部部分包括被配置为在x方向上平移可致动台102b和模具104b的第一平移子台1520a。第一平移子台1520a包括线性电动机1524、滑动件(sled)1526(在其上安装有***1500的下部部分中的其他部件，包括下面描述的子台1520b-1520d)、以及轨道1528。控制模块110被配置为将电流施加到线性电动机1524，这使得滑动件1526沿着轨道1528平移(例如，以在x方向上平移可致动台102b和模具104b)。控制模块110可以使用一个或多个反馈传感器(例如，光学线性编码器、相机、位置传感器等)来确定滑动件1526在轨道1528上的位置。

作为另一示例，***1500的下部部分包括被配置为在y方向上平移可致动台102b和模具104b的第二平移子台1520b。第一平移子台1520b包括线性电动机1530、滑动件1532(在其上安装有***1500的下部部分中的其他部件，包括下面描述的子台1520c和1520d)、以及轨道1534。控制模块110被配置为将电流施加到线性电动机1530，这使得滑动件1532沿着轨道1534平移(例如，在y方向上平移可致动台102b和模具104b)。控制模块110可以使用一个或多个反馈传感器(例如，编码器、相机、位置传感器等)来确定滑动件1532在轨道1534上的位置。

作为另一示例，***1500的下部部分包括被配置为沿着z轴平移可致动台102b及模具104b的第三平移子台1520c。第三平移子台1520c包括线性电动机1536和平台1538(在其上安装有***1500的下部部分中的其他部件，包括下面描述的子台1520d)。控制模块110被配置为将电流施加到线性电动机1536，其使得平台1538沿着z方向平移。控制模块110可以使用一个或多个反馈传感器(例如，编码器、相机、位置传感器等)来确定平台1538的位置。

作为另一示例，***1500的下部部分包括被配置为使可致动台102b和模具104b围绕z轴来旋转第四旋转子台1520d。第四旋转子台1520d包括旋转电动机1540和平台1542(在其上安装有***1500的下部部分中的其他部件，包括可致动台102b和模具104b)。控制模块110被配置为将电流施加到旋转电动机1540，其使得平台1542围绕z方向旋转。控制模块110可以使用一个或多个反馈传感器(例如，编码器、相机、位置传感器等)来确定平台1542的位置。

如图15F所示，***1500的下部部分还可包括用于管理***1500的线缆(cable)和布线(wire)的线缆链(wire chain)1544。例如，线缆和布线(例如，将***1500的下部部分的部件电耦接到***1500的其他部件的那些)可通过线缆链1544路由。随着***1500的部件相对于彼此移动(例如，随着滑动件1526沿着轨道1528移动)，线缆链1544弯曲或伸直以跟踪那些部件的移动，同时将线缆或布线一起保持成束。

在一些实现方式中，***1500可以包括一个或多个附加台。例如，这可以是有用的，因为这允许***1500同时处理附加的材料或对象。例如，如图15A、15E和15F所示，***1500的下部部分可以包括与可致动台102b邻近定位的并且被机械地耦接到可致动台102b的附加台1546。附加台1546可用于处理与模制和浇铸过程相关联的材料和/或对象。例如，在聚合物材料已固化成膜之后，可从模具移除(例如，剥离)膜并将其沉积到附加台1546上以供进一步处理或使用。

在一些实现方式中，***1500可以包括用于确定***1500的部件之间的相对对准的一个或多个视觉传感器(例如，光电检测器、相机等)。例如，***1500可以包括被定位在***的一个或多个部件上的一个或多个基准标记(例如，视觉上不同的标记、图案等)。此外，***1500可以包括一个或多个视觉传感器，该一个或多个视觉传感器被配置为检测进入视图的任何基准标记，并且将关于所检测到的基准标记的信息发送到控制模块110。该信息可以包括数据，诸如检测到基准标记的时间、检测到基准市场的位置、检测到的基准标记的类型、基准标记与视觉传感器之间的估计距离等。使用该信息，控制模块110可以确定视觉传感器相对于基准标记的位置，并且确定***的部件相对于另一部件的相对位置。作为示例，如图15A、15B、15E和15F所示，***可以包括多个视觉传感器1548，每个视觉传感器面向***的不同部分。控制模块110可以从视觉传感器1548收集关于***1500的各个部分的移动和位置的传感器数据，并且基于反馈来控制***的操作。这在例如使得能够根据更大的精度来控制***1500中可能是有用的。

图17示出了用于形成波导膜的示例过程1700。可以例如使用***100、1400或1500来执行过程1700。在一些情况下，可以使用过程1700来制备适合在光学应用中使用的聚合物膜(例如，作为光学成像***中波导或目镜的一部分)。在一些情况下，该过程对于制备适合在头戴式耳机中使用的波导或目镜特别有用。例如，该过程可以用于制备具有足以引导光并投射覆盖头戴式耳机佩戴者的视场的光的厚度和/或横截面面积的波导或目镜。作为示例，该过程可用于制备具有不超过1000μm(例如800μm或更小、600μm或更小、400μm或更小、200μm或更小、100μm或更小或50μm或更小)的厚度(例如，沿笛卡尔坐标系的z轴测量)、至少为1cm²(例如5cm²或更大、10cm²或更大、例如高达约100cm²或更小)的面积(例如，相对于笛卡尔坐标系的xy平面测量)并且具有预定形状的聚合物产品。在某些情况下，聚合物膜在xy平面的一个方向上具有至少1cm(例如，2cm或更大、5cm或更大、8cm或更大、10cm或更大，例如约30cm或更小)的尺寸。作为另一示例，该过程可用于制备具有10μm至2mm之间的厚度和大至1000cm²的面积的聚合物产品(例如，具有约18cm直径的圆形聚合物产品)。

在过程1700中，将可光固化材料分配到位于第一模具部分和与第一模具部分相对的第二模具部分之间的空间中(步骤1702)。例如，关于图1描述了包括模具部分的示例***。

调整第一模具部分的表面相对于与第一模具部分的表面相对的第二模具部分的表面之间的相对间隔(步骤1704)。在一些情况下，可以调整相对间隔，使得填充有可光固化材料的空间的至少一部分具有预定形状。在一些情况下，可以调整相对间隔，使得填充有可光固化材料的空间的至少一部分不超过1000μm的厚度和至少1cm²的面积。在一些情况下，可以调整相对间隔，使得填充有可光固化材料的空间的至少一部分具有在10μm至2mm之间的厚度和大至1000cm²的面积。例如，关于图1描述了用于调整模具部分的位置的示例***。

在一些情况下，改变相对间隔可以包括使第一模具部分的位置相对于第二模具部分振荡。例如，相对于图7描述了示例性振荡技术。

用适合于使可光固化材料光固化的辐射照射空间中的可光固化材料以形成固化的波导膜(步骤1706)。例如相对于图1描述了用于照射可光固化材料的示例***。

与照射可光固化材料的并行地，执行以下中的至少一项：(i)改变第一模具部分的表面和第二模具部分的表面之间的相对间隔，以及改变照射可光固化材料的辐射的强度(步骤1708)。

在一些情况下，可以改变相对间隔以调节第一模具部分沿在第一模具部分和第二模具部分之间延伸的轴所承受的力。在一些情况下，可以基于调节力的闭环控制***来改变相对间隔。例如，相对于图6A描述了示例性闭环***。

在一些情况下，在照射可光固化材料持续足以达到可光固化材料中的胶凝点的时间之后，可以改变相对间隔。在一些情况下，在照射可光固化材料持续足以达到可光固化材料中的胶凝点的时间之后，可以减小相对间隔。

在一些情况下，改变相对间隔可以包括使第一模具部分朝向第二模具部分移动以压缩设置在第一模具部分和第二模具部分之间的一个或多个间隔件结构。在一些情况下，可以根据开环控制***压缩间隔件结构。例如，相对于图6B描述了示例性开环***。

在一些情况下，改变辐射的强度可以包括改变照射可光固化材料的空间强度模式。例如，相对于图11A描述了示例性空间辐射强度模式。

在一些情况下，改变辐射的强度可以包括改变辐射的功率。改变功率可以包括使辐射脉冲化。在一些情况下，辐射的每一个脉冲可以具有相同的功率。在一些情况下，辐射脉冲可能具有不同的功率。在一些情况下，辐射的每一个脉冲可以具有相同的持续时间。在一些情况下，辐射脉冲可具有不同的持续时间。在一些情况下，脉冲频率可以恒定。在一些情况下，脉冲频率可以变化。例如，相对于图9和10描述了示例性辐射脉冲模式。

在一些情况下，改变辐射的强度可以包括顺序地辐射空间的不同区域。例如，相对于图11B描述了示例性辐射顺序图案。

在一些情况下，使填充有可光固化材料的空间的厚度变化并且辐射的强度可以变化，使得与厚度相对低的区域相比，厚度相对高的区域接收较高的辐射剂量。

在一些情况下，该过程可以进一步包括将固化的波导膜与第一模具部分和第二模具部分分离。

在一些情况下，该过程可以包括组装头戴式显示器，该头戴式显示器包括使用本文所述的过程形成的波导膜。

本说明书中描述的主题和操作的一些实现方式可以在数字电子电路中实现，或者在计算机软件、固件或硬件中实现，包括本说明书中公开的结构及其结构等同物，或者其中一者或多者的组合。例如，在一些实现方式中，控制模块110可以使用数字电子电路实现，或者以计算机软件、固件或硬件实现，或者以其中一者或多者的组合实现。在另一示例中，图17示出的过程1700可以至少部分地使用数字电子电路实现，或者在计算机软件、固件或硬件中实现，或者以其中一者或多者的组合实现。

本说明书中描述的一些实现方式可以作为数字电子电路、计算机软件、固件或硬件的一个或多个组或模块或者它们中的一者或多者的组合实现。尽管可以使用不同的模块，但是每一个模块不必是不同的，并且可以在相同的数字电子电路、计算机软件、固件或硬件或其组合上实现多个模块。

本说明书中描述的一些实现方式可以被实施为一个或多个计算机程序，即计算机程序指令的一个或多个模块，其被编码在计算机存储介质上，以用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。计算机存储介质可以是或可以包括在计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备、或者它们中的一者或多者的组合。此外，虽然计算机存储介质不是传播信号，但是计算机存储介质可以是以人工生成的传播信号编码的计算机程序指令的来源或目的地。计算机存储介质也可以是或包括在一个或多个单独的物理部件或介质(例如，多个CD、磁盘或其他存储设备)中。

术语“数据处理设备”涵盖用于处理数据的所有类型的设备、装置和机器，包括例如可编程处理器、计算机、片上***，或前述中的多个或组合。该设备可以包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，该设备还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理***、操作***、跨平台运行时环境、虚拟机或它们中一个或多个的组合的代码。设备和执行环境可以实现各种不同的计算模型基础结构，例如web服务、分布式计算和网格计算基础结构。

计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括汇编或解释语言、声明或过程语言。计算机程序可以但不必对应于文件***中的文件。程序可以存储在文件的保存其他程序或数据的部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或在位于一个站点上或分布在多个站点上并通过通信网络互相连接的多个计算机上执行。

本说明书中描述的一些过程和逻辑流程可以通过一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行动作而执行。过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路执行，并且设备也可以被实施为专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

举例来说，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器两者，以及任何类型的数字计算机的处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机包括用于根据指令执行动作的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。计算机还可包括一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)或可操作地联接到一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)以从其接收数据或将数据传输到一个或多个大容量存储设备，或两者。但是，计算机不必具有这样的设备。适合于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，例如包括半导体存储器设备(例如，EPROM、EEPROM、闪存设备等)、磁盘(例如，内部硬盘、可移动磁盘等)、磁光盘以及CD ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施操作，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如，监视器或其他类型的显示设备)以及用户可用以向计算机提供输入的键盘和定点装置(例如，鼠标、轨迹球、平板电脑、触敏屏幕或其他类型的定点装置)。其他类型的设备也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声学、语音或触觉输入。另外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档和该设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从web浏览器接收的请求将网页发送到用户的客户端设备上的web浏览器。

计算机***可以包括单个计算设备，或者彼此靠近或通常远离地操作并且典型地通过通信网络进行交互的多个计算机。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、互联网(例如，因特网)、包括卫星链路的网络和对等网络(例如，ad hoc点对点网络)。客户端和服务器的关系可以借助于在各个计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。

图18示出了示例性计算机***1800，其包括处理器1810、存储器1820、存储设备1830和输入/输出设备1840。部件1810、1820、1830和1840中的每一个可以例如通过***总线1850互相连接。处理器1810能够处理在***1800内执行的指令。在一些实现方式中，处理器1810是单线程处理器、多线程处理器或另一类型的处理器。处理器1810能够处理存储在存储器1820中或存储设备1830上的指令。存储器1820和存储设备1830可以将信息存储在***1800内。

输入/输出设备1840为***1800提供输入/输出操作。在一些实现方式中，输入/输出设备1840可以包括网络接口设备例如以太网卡、串行通信设备例如RS-232端口、和/或无线接口设备例如802.11卡、3G无线调制解调器、4G无线调制解调器等中的一个或多个。在一些实现方式中，输入/输出设备可以包括驱动设备，其被配置为接收数据并将输出数据发送到其他输入/输出设备，例如键盘、打印机和显示设备1860。在一些实现方式中，可以使用移动计算设备、移动通信设备和其他设备。

虽然本说明书包含许多细节，但这些细节不应被解释为对可要求保护的范围的限制，而是应被解释为特定示例特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实现方式的上下文中描述的某些特征也可以组合。相反，在单个实现方式的上下文中描述的各种特征也可以分别或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。

已经描述了许多实现方式。然而，应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，其他实现方式在以下权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种形成波导膜的方法，所述方法包括：

将可光固化材料分配到位于第一模具部分和与所述第一模具部分相对的第二模具部分之间的空间中；

调整所述第一模具部分的表面相对于与所述第一模具部分的表面相对的所述第二模具部分的表面之间的相对间隔；

用适合于使所述可光固化材料光固化的辐射来照射所述空间中的所述可光固化材料以形成固化的波导膜；以及

与照射所述可光固化材料并行地，执行以下中的至少一项：

改变所述第一模具部分的表面与所述第二模具部分的表面之间的所述相对间隔；以及

改变照射所述可光固化材料的所述辐射的强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述相对间隔以调节所述第一模具部分沿着在所述第一模具部分与所述第二模具部分之间延伸的轴所承受的力。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于调节所述力的闭环控制***来改变所述相对间隔。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在照射所述可光固化材料持续足以达到所述可光固化材料中的胶凝点的时间之后，改变所述相对间隔。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在照射所述可光固化材料持续足以达到所述可光固化材料中的所述胶凝点的时间之后，减小所述相对间隔。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述相对间隔包括将所述第一模具部分朝向所述第二模具部分移动，以压缩被设置在所述第一模具部分与所述第二模具部分之间的一个或多个间隔件结构。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据开环控制***来压缩所述间隔件结构。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述相对间隔包括使所述第一模具部分的位置相对于所述第二模具部分振荡。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述辐射的强度包括改变照射所述可光固化材料的空间强度模式。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述辐射的强度包括改变所述辐射的功率。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，改变所述功率包括脉冲发射所述辐射。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述辐射的每一个脉冲具有相同的功率。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述辐射的脉冲具有不同的功率。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述辐射的每一个脉冲具有相同的持续时间。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述辐射的脉冲具有不同的持续时间。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，脉冲频率是恒定的。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，脉冲频率是变化的。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述辐射的强度包括顺序地照射所述空间的不同区域。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，被填充了可光固化材料的所述空间的厚度变化，并且所述辐射的强度被改变，以使得与厚度相对低的区域相比，厚度相对高的区域接收较高的辐射剂量。

20.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述固化的波导膜与所述第一模具部分和所述第二模具部分分离。

21.一种方法，包括：组装头戴式显示器，所述头戴式显示器包括使用根据权利要求1所述的方法形成的波导膜。

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