[發明專利]一種仿生PDMS曲面復眼的制備方法

無效

• 申請號: 201210013959.X
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102540705A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉俊;王萬軍;唐軍;張斌珍;薛晨陽;石云波;李向紅;劉堯;張勇;孟祥嬌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/20;G03F7/26;G03F7/16;G02B3/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及仿生曲面復眼，具體為一種仿生PDMS曲面復眼的制備方法。

背景技術

仿生學一直是科學家們靈感的重要源泉，多年來，人們通過研究動物的形體與器官，得到啟迪進而發明出來的科技成果不計其數。從蜻蜓的長尾得到直升機，從蝙蝠的回聲定位得到雷達，從螢火蟲的發光方式得到日光燈，不一而足。復眼，是一類位于昆蟲頭部兩側大而突出的光感受器，具有視場大、重量輕、靈敏度高、對偏振光敏感等特點，因而對其進行仿生研究將在成像檢測等領域具有很大的應用前景。目前，科學工作者們雖然對復眼結構及其工作原理有了很深的認識，國內外學者也設計出了很多仿生光學復眼并制造出了許多光學系統，但是，真正具有實用性的并不多。華中科技大學曾用傳統熱熔工藝得到光軸垂直于基底的平面微透鏡陣列，再經PDMS翻模，并在SU-8負光刻膠上進行壓印，最后通過SU-8負光刻膠自聚焦曝光的方法制作出直徑50um并集成了晶椎的微透鏡陣列，但該陣列為平面陣列；上海交通大學曾用柔性材料制作透鏡陣列得負模，并利用壓力差的方法得到曲面透鏡陣列負模，最后用光敏材料注塑并固化，得到曲面透鏡陣列結構；他們提出的另一種方法是直接用柔性材料制作平面微透鏡陣列，再通過曲面鏡頭將其壓制成曲面。但是，上述復眼結構體積大、視場小，而且并無晶椎或光纖引導光信號并加以檢測，不具有實用性。

發明內容

本發明為了解決現有仿生曲面復眼體積大、視場小、實用性低的問題，提供了一種仿生PDMS曲面復眼的制備方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種仿生PDMS曲面復眼的制備方法，包括如下步驟：?

（一）、PDMS（polydimethylsiloxane聚二甲基硅氧烷）微凸透鏡模的制備：

步驟1：取遮光部分為若干個直徑為100um的小圓的第一掩膜版，若干個小圓均布在直徑為1cm的大圓范圍內，其中：相鄰小圓的間距為10um且相鄰三小圓圓心連接在一起為正三角形；

步驟2：取直徑為4英寸的第一圓形基片進行表面預處理（用酒精和去離子水超聲波清洗十分鐘）后在180⁰C烘臺上烘30min（去除表面附著的水分）再降至室溫；（用勻膠機以2500?轉/分轉30?秒）在第一圓形基片上涂一層厚度為?15um的AZ4620光刻膠后放在80⁰C烘盤上烘90分鐘再降到室溫；將第一圓形基片和第一掩膜板一起放入光刻機內紫外曝光37秒，取出第一圓形基片放在顯影液里顯影27秒后（此時第一圓形基片上的光刻膠只留下與掩膜板上遮光部分形狀相同的若干個圓柱體）得到第一圓形基片上的第一圓柱狀結構；然后把第一圓形基片取出用氮氣吹干后放在80⁰C烘盤上堅膜45分鐘再降到室溫；

步驟3：將第一圓形基片放在140⁰C烘盤上熱熔65分鐘后第一圓形基片上的圓柱狀結構變成微凸透鏡結構，冷卻后固化成型；

步驟4：取PDMS液體抽真空去除氣泡后澆在第一圓形基片的微凸透鏡結構上，再次抽真空去除氣泡后在80⁰C烘箱內加熱2小時使PDMS液體固化，揭下PDMS固態模，從而完成一次對微凸透鏡結構的PDMS倒模，得到帶有凹透鏡結構的PDMS負模；

步驟5：將PDMS負模浸泡于HPMC（Hydroxyprolymethyl?cellulose羥丙基甲基纖維素）溶液中進行表面處理后再對PDMS負模進行如上所述的PDMS倒膜，得到PDMS微凸透鏡模；?

（二）、PDMS柵格模的制備：

步驟1：取透光部分為若干個圓形且相鄰圓形之間的間距均為25um的第二掩膜版，若干個圓形均布在直徑為1cm的圓范圍內；

步驟2：取直徑為4英寸的第二圓形基片進行表面預處理（用酒精和去離子水超聲波清洗十分鐘）后在180⁰C烘臺上烘30分鐘（去除表面附著的水分）再降至室溫；（用勻膠機500轉/分轉10秒后1500轉/分轉30秒）在第二圓形基片上涂一層厚度為200um的SU-8負光刻膠（負光刻膠曝光顯影后得到遮光部分以外的形狀）；將第二圓形基片放到烘盤上從室溫緩慢升至65⁰C后停留7分鐘，再升至95⁰C后停留45分鐘，接著緩慢降至室溫；將第二圓形基片和第二掩膜板一起放入光刻機內進行紫外曝光35秒；將第二圓形基片放在烘盤上從室溫升至65⁰C停留5分鐘，再升至95⁰C停留15分鐘，接著緩慢降至室溫后放入顯影液中顯影15分鐘，得到第二圓形基片上的第二圓柱狀結構；